بدا تلسكوب هابل بعيدًا في الزمن بقدر ما يمكن ، وما زال لا يرى الجيل الأول من النجوم في الكون
لا يعرف علماء الفلك بالضبط متى تكونت النجوم الأولى في الكون لأنها لم تُرصد بعد. والآن ، تشير ملاحظات جديدة من تلسكوب هابل الفضائي إلى أن النجوم والمجرات الأولى ربما تكونت حتى قبل ما كان متوقعًا في السابق.
لماذا ا؟ * ما زلنا * لم نرهم ، حتى مع أفضل تلسكوب حصلنا عليه ، دفعنا إلى أقصى حدوده.
استخدمت مجموعة من الباحثين هابل للنظر إلى الوراء في الزمان (والفضاء) بقدر ما يمكن أن تراه ، على أمل دراسة هذا الجيل الأول من نجوم الكون المبكر ، والتي تسمى نجوم المجتمع الثالث. نظر تلسكوب تلسكوب هابل إلى نظرة حائرة إلى الوراء عندما كان عمر الكون 500 مليون سنة فقط - والذي يُعتقد أنه حد هابل - ولم يجد أي دليل على هذه النجوم الأولى.
الاسم - السكان الثالث - محير بعض الشيء. ألا يجب أن يُطلق على هؤلاء النجوم الأولى فئة النجوم الأولى؟ دعونا نواجه الأمر ، لم يكن علماء الفلك أبدًا بارعين في تسمية الأشياء. تم أخذ اسم السكان الذي كنت قد أخذته بالفعل عندما صنف علماء الفلك نجوم مجرة درب التبانة على أنها المجموعة الأولى (نجوم مثل الشمس ، وهي غنية بالعناصر الأثقل). بعد ذلك ، تم استخدام اسم المجتمع II لتصنيف النجوم الأكبر سناً في مجرة درب التبانة بمحتوى منخفض من العناصر الثقيلة.
وهذا ترك اسم السكان الثالث لتصنيف النجوم التي تم تشكيلها من المواد البدائية التي نشأت من الانفجار العظيم ، منذ حوالي 13.8 مليار سنة. يجب أن تكون نجوم المجموعة الثالثة مكونة فقط من الهيدروجين والهيليوم والليثيوم ، والعناصر الوحيدة التي كانت موجودة قبل العمليات في نوى هذه النجوم يمكن أن تخلق عناصر أثقل ، مثل الأكسجين والنيتروجين والكربون والحديد.
تُظهر هذه الصورة من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية مجموعة المجرات MACS J0416. هذه واحدة من ست مجموعات تمت دراستها بواسطة برنامج Hubble Frontier Fields ، والتي أسفرت عن أعمق صور لعدسات الجاذبية التي تم التقاطها على الإطلاق. استخدم العلماء الضوء داخل العنقود (المرئي باللون الأزرق) لدراسة توزيع المادة المظلمة داخل الكتلة.تنسب إليه:NASA و ESA و M.Montes (جامعة نيو ساوث ويلز ، سيدني ، أستراليا)
قادت راتشانا باتاوديكار من وكالة الفضاء الأوروبية هذه الدراسة الأخيرة ، حيث سبرت الكون المبكر من حوالي 500 مليون إلى 1 مليار سنة بعد الانفجار العظيم. درسوا العنقود النجمي MACSJ0416 (انظر التعليق السابق حول تسمية الفلكيين للتسميات) والمجال المحيط به باستخدام تلسكوب هابل الفضائي ، جنبًا إلى جنب مع استخدام البيانات الداعمة من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا والتلسكوب الأرضي الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي).
كانت هذه الملاحظات جزءًا من برنامج Hubble's Frontier Fields ، الذي لاحظ ستة عناقيد مجرية بعيدة من 2012 إلى 2017 ، وأنتج أعمق ملاحظات على الإطلاق لمجموعات المجرات والمجرات الموجودة خلفها. تم تحقيق ذلك باستخدام تأثير عدسة الجاذبية ، حيث تكون كتل المجرات الأمامية كبيرة بما يكفي لثني الضوء من الأجسام البعيدة خلفها وتضخيمه. يسمح هذا لتلسكوب هابل باستخدام هذه العدسات المكبرة الكونية لدراسة الأشياء التي تتجاوز قدراتها التشغيلية الاسمية.
كشفت هذه الملاحظات عن مجرات أكثر خفوتًا بمقدار 10 إلى 100 مرة من أي مجرات تم ملاحظتها سابقًا.
توضيح للعمق الذي صور به هابل المجرات في مبادرات المجال العميق السابقة ، في وحدات عصر الكون. الهدف من Frontier Fields هو النظر إلى ما هو أبعد من حقل Hubble Ultra Deep Field والحصول على ثروة من صور المجرات كما كانت موجودة في مئات الملايين الأولى من السنين بعد الانفجار العظيم. لاحظ أن الوحدة الزمنية ليست خطية في هذا الرسم التوضيحي. الائتمان التوضيحي: NASA و A. Feild (STScI)
طورت Bhatawdekar وفريقها تقنية جديدة تزيل الضوء من المجرات الأمامية الساطعة التي تشكل عدسات الجاذبية. سمح لهم ذلك باكتشاف المجرات ذات الكتل الأقل من أي وقت مضى التي لوحظت مع هابل ، على مسافة مماثلة عندما كان عمر الكون أقل من مليار سنة.
قال بهاتوديكار: 'لم نعثر على أي دليل على هذه النجوم من الجيل الأول من السكان الثالث في هذه الفترة الزمنية الكونية'. 'هذه النتائج لها عواقب فيزيائية فلكية عميقة لأنها تظهر أن المجرات يجب أن تكون قد تشكلت في وقت أبكر بكثير مما كنا نظن.'
نظرًا لأن هذه الملاحظات تقع في حدود هابل ، فإنه يضع مهمة أخرى على قائمة المهام لتلسكوب جيمس ويب الفضائي القادم.
مزيد من المعلومات:
بيان صحفي HST
Hubblecast 118: كيف غيرت النجوم الأولى الكون
مقال UT: يأمل علماء الفلك في رؤية النجوم والمجرات الأولى في الكون