يضيء الضوء من المجرات القديمة لغز 40 عامًا من الكون المبكر

حجم مخطط سحب الغاز

انطباع فنان باستخدام مجرة ​​في الخلفية لقياس حجم وتكوين سحب الغبار والغاز التي تبذر المجرات الأخرى. (رصيد الصورة: Adrian Malec و Marie Martig)



تسلط المجرات المبكرة الضوء على لغز عمره عقود ، مما يساعد على تحديد حجم وتكوين السحب الغازية المسؤولة عن تكوين جيرانها.



تستخدم تقنية جديدة الضوء من بعض المجرات الأولى لإضاءة السحب الغازية من الكون المبكر.

قال جيف كوك ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة سوينبرن في أستراليا ، في مؤتمر صحفي في الاجتماع 227 للجمعية الفلكية الأمريكية: `` هذه السحب الغازية - حجمها بعيد المنال لعقود ، على الرغم من أنها تخبرنا بقدر هائل عن تطور المجرات ''. المجتمع ، الذي عقد في كيسيمي ، فلوريدا ، في وقت سابق من هذا الشهر. عمل كوك مع جون أوميرا ، عالم الفيزياء الفلكية في كلية سانت مايكل في فيرمونت ، لريادة تقنية جديدة لإلقاء الضوء على سحب الغاز التي بنت مجرات مثل مجرة ​​درب التبانة. [شاهد 13.7 مليار سنة من تطور المجرة في أقل من دقيقة (فيديو)]



قال كوك: 'الآن ، لديك عينة شاملة'. يمكنك دراسة جميع المجرات ومعرفة كيفية تشكلها من البداية وحتى الآن.

عهد جديد

بعد الانفجار العظيم ، تغلغلت سحب من الغاز والغبار في الكون. كما تجمعت هذه الغيوم ، شكلوا عناقيد خلقت النجوم ، وفي النهاية المجرات. نظرًا لأن الضوء يستغرق وقتًا للسفر عبر الفضاء ، بينما يحدق علماء الفلك لمسافات كبيرة ، فإنهم قادرون على رؤية الأشياء كما ظهرت في وقت مبكر من حياة الكون. هذا يعني أنهم يستطيعون مراقبة سحب الغاز والغبار المبكرة ، والمعروفة باسم أنظمة ألفا ليمان المخمد (DLAs) ، كما ظهرت قبل 11 مليار سنة ، بعد بضعة مليارات من السنين فقط من الانفجار العظيم (الذي حدث منذ حوالي 13.8 مليار سنة). يُعتقد أن هذه الغيوم هي مقدمة للمجرات المبكرة.

استخدم كوك وفريقه مرصد Keck في هاواي وبيانات من التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي لقياس حجم وخصائص 10 DLAs باستخدام تقنية جديدة من شأنها أن تساعد في تمييز غيوم الغاز المبكر. لقد نظروا من خلال المادة إلى المجرات الكبيرة الموجودة خلفها ، والتي توفرها ضوء كبير لفهم أحجام وكيمياء السحب القديمة.



سابقا ، استخدم العلماء ضوء من النجوم الزائفة ، بعض من ألمع الأجسام في الكون ، لفهم كيمياء بذور المجرة المبكرة. إذا تدفق الضوء من الكوازار عبر DLA قبل وصوله إلى الأرض ، فإن العناصر الموجودة داخل السحابة سوف تمتص بعضًا منه ، مما يوفر نظرة ثاقبة لتكوينه.

لكن الكوازارات صغيرة الحجم ، ولا تقدم سوى نظرة خاطفة على جزء صغير من إحدى هذه الغيوم الهائلة ، والتي يمكن أن تمتد على مساحة تزيد عن 33 إلى 330 سنة ضوئية مربعة ، وفقًا لكوك - وهي في الأساس حجم المجرات الأصغر من الكون المبكر.

إذا كانت المجرة بحجم حرم الكلية تقريبًا ، فإن استخدام الكوازار لفحص جزء منها سيكون مثل استخدام مؤشر ليزر لإضاءة منطقة. قال كوك إن استخدام ضوء المجرة في الخلفية يوفر زيادة بمقدار 100 مليون ضعف في المساحة التي تم فحصها.



قال كوك: 'هذا هائل'. 'إنها حقبة جديدة في دراسة هذه الأشياء.'

مصدر الضوء الأكبر لا يسمح فقط بإجراء تحقيق أكثر عمقًا للسحب الهائلة ؛ يمكن أن يساعد أيضًا علماء الفلك في فهم حجم السحابة. علاوة على ذلك ، فإن المجرات أكثر شيوعًا من الكوازارات. إذا كان DLA أكبر من الضوء الصادر من المجرة الخلفية ، يمكن لعلماء الفلك أيضًا استخدام مجرات أخرى لاستكشاف السحابة.

نجح علماء الفلك في استخدام التلسكوبات الصغيرة لدراسة عيّنتهم ، لكن كوك أطلق على التقنية المكتشفة حديثًا 'الوقت المناسب' نظرًا لارتفاع التلسكوبات الأكبر ، مما قد يجعل الطريقة أكثر فاعلية. يمكن أن تساعد أدوات مثل تلسكوب Thirty Meter في هاواي ، المقرر تشغيله على الإنترنت في غضون العقد المقبل ، في رسم خريطة لسحب الغاز التي تتطور إلى مجرات مثل مجراتنا.

وقال كوك 'إنه الآن عصر التلسكوبات الجديدة التي يبلغ ارتفاعها 30 مترا [98 قدما] التي ستكون متصلة بالإنترنت في غضون بضع سنوات فقط'. باستخدام هذه التلسكوبات ، يمكنك القيام بذلك بشكل روتيني. يمكنك إلقاء نظرة على مئات الآلاف من هذه الأشياء ، ودراسة هذه المجرات بأعداد كبيرة.

يجب أن يسمح عدد السكان الغزير للمجرات المبكرة لعلماء الفلك بعمل خريطة ثلاثية الأبعاد لكيفية توزيع الغاز عبر الكون وكيف تطورت المجرات.

قال كوك: 'إنها تقنية قوية للغاية ، ونحن متحمسون جدًا لها'.

البحث تم تفصيله في مجلة Astrophysical Journal Letters في أكتوبر .

تابع نولا تايلور ريد على تويتر تضمين التغريدة أو + Google . تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . نُشر في الأصل في موقع demokratija.eu .