دعونا نطفئ الأنوار ونهيئ المسرح ... نحن نتحرك عبر الفضاء ، ولا ننظر فقط إلى المجرات البعيدة ، ولكن إلى الماضي البعيد بشكل لا يصدق. ذات مرة افترض علماء الفلك أن تشكل النجوم بدأ في مجرات ضخمة ومشرقة كطفرة مركزة. الآن ، تُظهر لنا الملاحظات الجديدة التي تم التقاطها باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / ما دون المليمتر (ALMA) أن هذه الطوفان من الخلق النجمي ربما تكون قد بدأت في وقت أبكر بكثير مما كانوا يعتقدون.
وفقًا لآخر الأبحاث المنشورة في عدد اليوم من المجلة ،طبيعة سجية، وفيمجلة الفيزياء الفلكية، كشف الباحثون عن اكتشافات رائعة تم التقاطها مع مرصد ALMA الدولي الجديد - الذي يحتفل بافتتاحه اليوم. من بين إنجازاته العديدة ، أعطانا ALMA نظرة أعمق في الفضاء - أظهر لنا المجرات القديمة التي قد تكون بعيدة بمليارات السنين الضوئية. تظهر لنا ملاحظات مجرات الانفجار النجمي هذه أن النجوم نشأت في حالة جنون من رواسب ضخمة من الغاز والغبار الكوني.
جارٍ تحميل اللاعب ...قال Joaquin Vieira: 'كلما ابتعدت المجرة ، كلما نظر المرء إلى الوراء في الزمن ، لذلك من خلال قياس مسافاتها ، يمكننا تجميع جدول زمني لمدى قوة الكون في صنع نجوم جديدة في مراحل مختلفة من تاريخه البالغ 13.7 مليار سنة' (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، الذي قاد الفريق والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية في المجلةطبيعة سجية.
فقط كيف ظهرت هذه الملاحظات؟ قبل ALMA ، استخدم فريق دولي من الباحثين تلسكوب القطب الجنوبي (SPT) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية والذي يبلغ طوله 10 أمتار لتحديد مواقع هؤلاء المقيمين البعيدين ثم استضافتهم لإلقاء نظرة فاحصة على 'طفرة المواليد النجمية' خلال بداية الكون العصر. ما وجدوه فاجأهم. من الواضح أن مجرات تشكل النجوم هي أبعد مما كان يُعتقد في السابق ... بدأ هجومهم المتمثل في تكوين النجوم منذ حوالي 12 مليار سنة. يضع هذا الإطار الزمني عمر الكون أقل بقليل من ملياري سنة وأن انفجار تشكل النجوم حدث قبل مليار سنة مما افترض علماء الفلك. تضمنت أرصاد ALMA مجرتين - 'الأبعد من نوعها على الإطلاق' - والتي تضمنت كشفًا إضافيًا. لم تقتصر مسافاتهم على كسر السجلات الفلكية فحسب ، بل تم اكتشاف جزيئات الماء بداخلها.
ومع ذلك ، فإن مجرتين ليسا النتيجة الوحيدة لألما. أخذ فريق البحث 26 مجرة بأطوال موجية حوالي ثلاثة ملليمترات. تستخدم الحساسية الشديدة لهذه التقنية المتطورة قياس الأطوال الموجية للضوء - أطوال الموجات التي تنتجها جزيئات غاز المجرة وتمتد بفعل توسع الكون. من خلال قياس 'التمدد' بعناية ، يستطيع علماء الفلك قياس مقدار الوقت الذي يستغرقه الضوء للوصول إلينا وتحسين نقطته في الوقت المناسب.
قال أكسل فايس (Max-Planck-Institut für Radioastronomie في بون ، ألمانيا) ، الذي قاد العمل على قياس المسافات إلى المجرات. 'في السابق ، كان قياس مثل هذا عملية شاقة لدمج البيانات من كل من الضوء المرئي والتلسكوبات الراديوية.'
بالنسبة للجزء الأكبر ، ستكون أرصاد ALMA كافية لتحديد المسافة ، لكن الفريق شمل أيضًا بيانات ALMA مع Atacama Pathfinder Experiment (APEX) وتلسكوب كبير جدًا ESO لمجموعة مختارة من المجرات. في الوقت الحالي ، يستخدم علماء الفلك جزءًا صغيرًا فقط من قدرات ALMA - فقط 16 من 66 هوائيًا ضخمًا - ويركزون على المجرات الأكثر سطوعًا. عندما تعمل ALMA بكامل طاقتها ، ستكون قادرة على التركيز على أهداف أضعف. ومع ذلك ، لم يكن الباحثون على وشك تفويت أي فرص واستخدموا عدسة الجاذبية للمساعدة في النتائج التي توصلوا إليها.
يجمع هذا المونتاج بيانات من ALMA مع صور من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية ، لخمس مجرات بعيدة. تُظهر صور ALMA ، الممثلة باللون الأحمر ، المجرات البعيدة في الخلفية ، والتي يتم تشويهها بواسطة تأثير عدسة الجاذبية التي تنتجها المجرات في المقدمة ، والتي تم تصويرها في بيانات هابل باللون الأزرق. تظهر المجرات الخلفية مشوهة في شكل حلقات ضوئية تعرف باسم حلقات أينشتاين ، والتي تحيط بالمجرات الأمامية. الائتمان: ALMA (ESO / NRAO / NAOJ) ، J. Vieira et al.
قال ياشار هزافيه (جامعة ماكجيل ، مونتريال ، كندا) ، الذي قاد دراسة عدسة الجاذبية: 'تُظهر هذه الصور الجميلة من ALMA أن المجرات الخلفية ملتوية في أقواس متعددة من الضوء تُعرف باسم حلقات أينشتاين ، والتي تطوق المجرات الأمامية'. 'نحن نستخدم كميات هائلة من المادة المظلمة المحيطة بالمجرات في منتصف الطريق عبر الكون كتلسكوبات كونية لجعل المجرات البعيدة تبدو أكبر وأكثر إشراقًا.'
فقط ما مدى سطوع مشرق؟ وفقًا للبيان الإخباري ، أظهر تحليل التشويه أن جزءًا من هذه المجرات البعيدة المكونة للنجوم يمكن أن يكون ساطعًا مثل 40 تريليون شمس ... ثم يتم تضخيمها حتى 22 مرة أكثر من خلال مساعدة عدسة الجاذبية.
'تم العثور على عدد قليل فقط من المجرات ذات العدسة الجاذبية من قبل في هذه الأطوال الموجية التي تقل عن المليمترات ، ولكن الآن اكتشفت SPT و ALMA العشرات منها.' قال كارلوس دي بريك (ESO) ، أحد أعضاء الفريق. 'تم إجراء هذا النوع من العلم في الغالب عند أطوال موجات الضوء المرئي باستخدام تلسكوب هابل الفضائي ، لكن نتائجنا تُظهر أن ALMA لاعب جديد قوي جدًا في هذا المجال.'
قال عضو الفريق دانييل مارون (جامعة أريزونا ، الولايات المتحدة الأمريكية): 'هذا مثال رائع على تعاون علماء الفلك من جميع أنحاء العالم لتحقيق اكتشاف مذهل باستخدام منشأة على أحدث طراز'. 'هذه مجرد بداية لـ ALMA ولدراسة هذه المجرات النجمية. خطوتنا التالية هي دراسة هذه الأجسام بمزيد من التفصيل ومعرفة كيف ولماذا تشكل النجوم بدقة بمثل هذه المعدلات الهائلة '.
أعد إضاءة المنزل من فضلك. نظرًا لأن ALMA يتقدمون أكثر في الماضي ، ربما في يوم من الأيام سنلتقط أنفسنا ... إذا نظرنا إلى الوراء.
