ذات مرة ، عندما كان عمر الكون حوالي ثلاثة مليارات سنة ، بدأت المجرات في التكون. الآن قام علماء الفلك باستخدام تلسكوب راديو CSIRO بالتقاط أدلة على المواد الخام التي استخدمتها هذه المجرات لتشكيل نجومهم الأولى ... غاز الهيدروجين الجزيئي البارد ، H2. على الرغم من أننا لا نستطيع رؤيته بشكل مباشر ، فإننا نعلم أنه موجود باستخدام غاز آخر يكشف عن وجوده - أول أكسيد الكربون (CO) - باعث موجات الراديو.
التلسكوب هو تلسكوب مصفوفة مضغوطة من تلسكوب أستراليا التابع لـ CSIRO بالقرب من نارابري ، نيو ساوث ويلز. يقول عالم الفلك CSIRO البروفيسور رون إيكرز: 'إنه أحد التلسكوبات القليلة جدًا في العالم التي يمكنها القيام بمثل هذا العمل الشاق ، لأنه حساس للغاية ويمكنه استقبال موجات الراديو ذات الأطوال الموجية الصحيحة'.
أجرى عالم الفلك الدكتور بيورن إيمونتس من CSIRO علم الفلك وعلوم الفضاء إحدى دراسات هذه المجرات 'الخام'. واستخدم هو وزملاؤه الباحثون المصفوفة المدمجة لمراقبة وتسجيل اندماج عملاق وبعيد لـ 'كتل تشكل النجوم أو المجرات الأولية' التي تتجمع معًا لتكوين مجرة ضخمة واحدة. يُعرف هذا الإطار باسم 'شبكة العنكبوت' ومن المفترض أنه يبعد على الأقل عشرة آلاف مليون سنة ضوئية. التلسكوب الراديوي ذو المصفوفة المدمجة قادر على التقاط بصمات تشكل النجوم ، مما يمنح علماء الفلك أدلة حيوية حول كيفية بدء تشكل المجرات المبكرة.
باللون الأزرق ، تم اكتشاف غاز أول أكسيد الكربون داخل وحول شبكة العنكبوت. الائتمان: B. Emonts وآخرون (CSIRO / ATCA)
تم تحميل 'شبكة العنكبوت'. هنا وجد الدكتور Emont وزملاؤه وقود غاز الهيدروجين الجزيئي الذي كانوا يبحثون عنه. لقد غطت مساحة من الفضاء تقارب ربع مليون سنة ضوئية عبرها واحتوت على ما لا يقل عن ستين ألف مليون مرة كتلة الشمس! بالتأكيد يجب أن تكون هذه هي المادة المسؤولة عن النجوم الجديدة التي شوهدت منتشرة في جميع أنحاء المنطقة. يقول إيمونتس: 'في الواقع ، يكفي الحفاظ على تشكل النجوم لمدة 40 مليون سنة أخرى على الأقل'.
في مشروع بحثي آخر بقيادة الدكتور مانويل أرافينا من المرصد الأوروبي الجنوبي ، قام العلماء بقياس ثاني أكسيد الكربون - مؤشر H2 - في مجرتين بعيدتين جدًا. تم تعزيز إشارة موجات الراديو الخافتة من خلال مجالات الجاذبية للمجرات الإضافية - أعضاء 'خط البصر' - مما أدى إلى عدسات الجاذبية. يقول الدكتور أرافينا ، 'هذا بمثابة عدسة مكبرة ويسمح لنا برؤية الأشياء البعيدة أكثر من شبكة العنكبوت.'
ذهب فريق د.أرافينا للعمل على قياس كمية H2 في مجرتَي الدراسة. أحدها ، SPT-S 053816-5030.8 ، أنتج ما يكفي من انبعاثات الراديو للسماح لهم باستنتاج مدى سرعة تشكل النجوم - 'تقدير مستقل عن الطرق الأخرى التي يقيس بها علماء الفلك هذا المعدل.'
تم ضبط المصفوفة المدمجة. بفضل الترقية التي زادت من عرض النطاق الترددي - مقدار الطيف الراديوي الذي يمكن ملاحظته في أي وقت معين - أصبح الآن أقوى بستة عشر مرة وقادرًا على الوصول إلى نطاق من 256 ميجاهرتز إلى 4 جيجاهرتز. هذا يجعلها أذن حساسة للغاية!
يقول رون إيكرز: 'تكمل المصفوفة المدمجة تلسكوب ALMA الجديد في تشيلي ، الذي يبحث عن انتقالات التردد العالي لثاني أكسيد الكربون'.
مصدر القصة الأصلي: بيان صحفي CSIRO
