لماذا القليل من المجرات في هذه المنطقة البعيدة من الفضاء؟

محاكاة حاسوبية لتوزيع المادة في الكون. تحتوي المناطق البرتقالية على مجرات ، بينما الهياكل الزرقاء عبارة عن غاز ومادة مظلمة. وجد علماء الفلك أن مساحة كبيرة من الفضاء تحتوي على عدد أقل بكثير من المجرات مما كان يعتقد سابقًا. صورة عبرتعاون TNG.

مثلما تحتوي المجرة النموذجية على بلايين النجوم ، هناك أيضًا بلايين من المجرات في الكون بشكل عام. ومع ذلك ، فإن هذه المجرات ليست موزعة بالتساوي ، وقد وجد علماء الفلك منطقة كبيرة من الفضاء بهاأقل بكثيرالمجرات مما كان متوقعا. كما هو موضح في ملفمراجعة الأقرانورقة منشورة فيمجلة الفيزياء الفلكيةفي 14 أغسطس 2018 ، يمكن للباحثين الآن استخدام هذه المعلومات لفهم كيفية تشكل الكون المبكر والمجرات الأولى بشكل أفضل.

في الالكون المبكر، منذ حوالي 12 مليار سنة ، كان الغاز المنتشر في الفضاء الخالي ، في المتوسط ​​، أكثر غموضًا مما هو عليه الآن. ومع ذلك ، كان هناك بعض الاختلاف من مكان إلى آخر. لم يكن علماء الفلك متأكدين من السبب ، لكنهم يعتقدون الآن أنهم بدأوا يتعلمون كيف حدث ذلك.

صورة من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية تظهر بعضًا من أضعف وأقدم المجرات المعروفة في الكون. ستساعد الاكتشافات الجديدة علماء الفلك على فهم كيفية تشكل المجرات الأولى بشكل أفضل. الصورة عبر NASA / ESA / HST Frontier Fields Team / STScI.

استخدم علماء الفلك من جامعة كاليفورنيا الحجم الكبيرتلسكوب سوباروعلى Mauna Kea في هاواي لعمل ملاحظات مفصلة لمنطقة كبيرة من الفضاء - عبر 500 مليون سنة ضوئية - أينالغاز بين المجراتمعتم للغاية. كان الهدف هو البحث عن مجرات تحتوي على نجوم فتيّة جدًا. إذا وجدواالأصغرعدد المجرات أكثر من المتوقع ، وهذا يعني أن ضوء النجوم من تلك النجوم لا يمكن أن يخترق الغاز بقدر ما كان يعتقد سابقًا. قد يشير أيضًا إلى أن هناك ضوءًا أقل تولده تلك المجرات ، وأن المزيد من الغازات غير الشفافة تتشكل ، لذلك لا يمكن للضوء أن ينتقل إلى أبعد ما يعتقد علماء الفلك. ولكن إذا وجدواأكثرالمجرات أكثر مما كان متوقعًا ، فهذا يشير إلى أن المنطقة قد بردت بشكل ملحوظ على مدى عدة مئات من ملايين السنين. كما لوحظ من قبلستيفن فورلانيتو، أستاذ علم الفلك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ومؤلف مشارك في الورقة الجديدة:

كانت حالة نادرة في علم الفلك حيث قدم نموذجان متنافسان ، وكلاهما مقنعان بطريقتهما الخاصة ، تنبؤات معاكسة تمامًا ، وكنا محظوظين لأن هذه التنبؤات كانت قابلة للاختبار.

صورة راديو / بصرية مجمعة تُظهر تيار ماجلان للغاز في مجرة ​​درب التبانة (الجزء السفلي من الصورة). في وقت مبكر من الكون ، كان مثل هذا الغاز أكثر تعتيمًا في المتوسط ​​مما هو عليه الآن. الصورة عبر Nidever ، وآخرون ، NRAO / AUI / NSF / Meilinger / Leiden-Argentine-Bonn Survey / Parkes Observatory / Westerbork Observatory / Arecibo Observatory.



ومن المثير للاهتمام ، أنه يبدو أن الافتقار إلى المجرات في هذه المنطقة هو سبب كونها شديدة الغموض ، بدلاً من أن يكون التعتيم هو السبب في أن الفلكيين يرون عددًا أقل من المجرات. كما قال فورلانيتو:

لا يعني ذلك أن التعتيم هو سبب نقص المجرات. بل العكس.

ولكن كيف؟ يعتقد علماء الفلك أنه بما أن الغاز في الفضاء السحيق يظل شفافًا بواسطة الأشعة فوق البنفسجية القادمة من المجرات ، فإن وجود عدد أقل من المجرات القريبة سيجعله أكثر تعتيمًا. يقترحون أيضًا أنه خلال أول مليار سنة أو نحو ذلك بعدالانفجار العظيم، تم الحفاظ على شفافية الغاز بين المجرات من خلال الضوء فوق البنفسجي من المجرات الأولى. حدثت هذه العملية في وقت سابق في مناطق بها عدد أكبر من المجرات.

وتجدر الإشارة إلى أنه حتى مناطق الكون التي تحتوي على عدد أقل من المجرات من غيرها ، لا تزال موجودة بالفعلعديدة. خير مثال فيهذا المنشور الأخيرتشغيلEarthSky، تظهر منطقة حولالقطب الشمالي المجرة. كل نقطة صغيرة تراها هي مجرة ​​فردية. تمثل كل نقطة 'حرارة' تنبعث من حبيبات الغبار الموجودة بين نجوم كل مجرة ​​، وفقًا لـهذه. لقد استغرق وصول هذا الإشعاع إلى الأرض مليارات السنين.

منطقة الفضاء حول القطب الشمالي للمجرة. كل نقطة ضوء هي مجرة ​​فردية. صورة عبروكالة الفضاء الأوروبية / هيرشل / سبير ؛ م. ل. سميث وآخرون. 2017.

كما لاحظت وكالة الفضاء الأوروبية:

يقع القطب الشمالي للمجرة بعيدًا عن القرص المزدحم لمجرة درب التبانة ، ويقدم رؤية نظيفة وواضحة للكون البعيد خارج مجرتنا. في السماء ، يقع في مكان ما في كوكبة الشمالغيبوبة برنيس(شعر برنيس) ، وهي منطقة تحتوي أيضًا على مجموعة مجرات غنية بشكل خاص تُعرف باسمأكل الكتلة. بالصدفة ، تم تضمين مجموعة Coma Cluster في هذه الخريطة ، مضيفةً أكثر من 1000 نقطة ضوئية إلى عدد المجرات الفردية.

الخلاصة: وجد علماء الفلك أن منطقة كبيرة من الكون بها عدد أقل بكثير من المجرات مما كان يعتقد. هذا يمكن أن يساعدهم على فهم الظروف في الكون المبكر بشكل أفضل ، والتفاعل بين المجرات والغبار في الفضاء السحيق وكيف تشكلت المجرات الأولى.

مصدر:دليل على التقلبات واسعة النطاق في الخلفية المؤينة ميتاجالكتيك بالقرب من الانزياح الأحمر السادس

عبرمجلة الفيزياء الفلكية