الرقم القياسي لأبعد مجرة ​​مكسور مرة أخرى

حقوق الصورة: ESO
باستخدام أداة ISAAC القريبة من الأشعة تحت الحمراء على تلسكوب ESO الكبير جدًا ، وتأثير التكبير لعدسة الجاذبية ، وجد فريق من علماء الفلك الفرنسيين والسويسريين [2] العديد من المجرات الباهتة التي يُعتقد أنها الأكثر شهرة عن بعد.

قدمت دراسات طيفية أخرى لأحد هؤلاء المرشحين حجة قوية لما هو الآن حامل الرقم القياسي الجديد - وإلى حد بعيد - من أكثر المجرات البعيدة المعروفة في الكون.

تحمل المجرة المكتشفة حديثًا والتي تحمل اسم Abell 1835 IR1916 انزياحًا أحمر 10 [3] وتقع على بعد حوالي 13،230 مليون سنة ضوئية. لذلك يُرى في وقت كان فيه الكون 470 مليون سنة فقط ، أي بالكاد 3 في المائة من عمره الحالي.

يبدو أن هذه المجرة البدائية أقل كتلة بعشرة آلاف مرة من مجرتنا ، درب التبانة. قد يكون من بين الفئة الأولى من الأشياء التي وضعت حدا للعصور المظلمة للكون.

يوضح هذا الاكتشاف الرائع إمكانات التلسكوبات الأرضية الكبيرة في المجال القريب من الأشعة تحت الحمراء لاستكشاف الكون المبكر جدًا.

التنقيب في الماضي
يحاول علماء الفلك ، مثل علماء الحفريات الذين يحفرون أعمق وأعمق للعثور على البقايا الأقدم ، أن ينظروا أكثر فأكثر للتدقيق في الكون الصغير جدًا. السعي النهائي؟ العثور على أول النجوم والمجرات التي تشكلت بعد الانفجار العظيم.

بتعبير أدق ، يحاول الفلكيون استكشاف "المناطق المجهولة" الأخيرة ، والحدود بين "العصور المظلمة" و "النهضة الكونية".

بعد وقت قصير من الانفجار العظيم ، الذي يعتقد أنه حدث الآن قبل حوالي 13700 مليون سنة ، سقط الكون في الظلام. تمدد الإشعاع المتبقي من كرة النار البدائية بسبب التمدد الكوني نحو أطوال موجية أطول ولم يتم حتى الآن تكوين النجوم ولا النجوم الزائفة التي يمكن أن تضيء المساحة الشاسعة. كان الكون مكانًا باردًا وغير شفاف. لذلك يُطلق على هذه الحقبة الكئيبة "العصور المظلمة" إلى حد معقول.

بعد بضع مئات الملايين من السنين ، أنتج الجيل الأول من النجوم ، وبعد ذلك ، أول المجرات والكوازارات ، أشعة فوق بنفسجية شديدة ، ورفع الضباب تدريجيًا على الكون.

كانت هذه نهاية العصور المظلمة ، ومع مصطلح استعاد مرة أخرى من تاريخ البشرية ، يشار إليه أحيانًا باسم "عصر النهضة الكونية".

يحاول الفلكيون تحديد متى وكيف تنتهي العصور المظلمة بالضبط. وهذا يتطلب البحث عن أبعد الأجسام ، وهو تحد لا يمكن أن تتخذه إلا أكبر التلسكوبات ، إلى جانب استراتيجية المراقبة الدقيقة للغاية.

باستخدام تلسكوب الجاذبية
مع ظهور التلسكوبات من فئة 8-10 متر تم تحقيق تقدم مذهل خلال العقد الماضي. في الواقع ، أصبح من الممكن منذ ذلك الحين أن نلاحظ ببعض التفصيل عدة آلاف من المجرات والكوازارات لمسافات تصل إلى ما يقرب من 12 مليار سنة ضوئية (أي حتى الانزياح الأحمر إلى 3 [3]). وبعبارة أخرى ، أصبح الفلكيون الآن قادرين على دراسة المجرات الفردية ، وتكوينها ، وتطورها ، وخصائص أخرى على 85٪ من التاريخ السابق للكون.

علاوة على ذلك ، في الماضي ، أصبحت ملاحظات المجرات والكوازارات نادرة. في الوقت الحالي ، لا يُشاهد سوى عدد قليل من المجرات الباهتة للغاية بعد ما يقرب من 1200 إلى 750 مليون سنة بعد الانفجار العظيم (الانزياح الأحمر 5-7). أبعد من ذلك ، فإن ضعف هذه المصادر وحقيقة تحول ضوءها من البصري إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة قد حد من الدراسات بشدة.

حقق فريق من علماء الفلك الفرنسيين والسويسريين طفرة مهمة في هذا البحث عن المجرة التي تم تشكيلها في أقرب وقت ممكن [2] باستخدام تلسكوب ESO's Large Large Telescope (VLT) المجهز بأداة ISAAC شبه الحساسة للأشعة تحت الحمراء. لتحقيق ذلك ، كان عليهم الجمع بين تأثير تضخيم الضوء لمجموعة من المجرات - تلسكوب الجاذبية - مع قوة جمع الضوء لـ VLT وظروف السماء الممتازة السائدة في Paranal.

البحث عن المجرات البعيدة
يتطلب البحث عن مثل هذه الأشياء الباهتة والمراوغة نهجًا معينًا.

بادئ ذي بدء ، تم التقاط صور عميقة جدًا لمجموعة من المجرات تسمى Abell 1835 باستخدام أداة ISAAC القريبة من الأشعة تحت الحمراء على VLT. هذه المجموعات الضخمة القريبة نسبيًا قادرة على ثني وتضخيم ضوء مصادر الخلفية - وهي ظاهرة تسمى عدسة الجاذبية وتوقعتها نظرية النسبية العامة لأينشتاين.

يسمح هذا التضخيم الطبيعي لعلماء الفلك أن يحدقوا في المجرات التي كانت ستصبح باهتة للغاية بحيث لا يمكن رؤيتها. في حالة المجرة المكتشفة حديثًا ، يتم تضخيم الضوء حوالي 25 إلى 100 مرة! إلى جانب قوة VLT ، أصبح من الممكن تصوير وحتى أخذ طيف من هذه المجرة. في الواقع ، يزيد التضخيم الطبيعي بشكل فعال من فتحة VLT من 8.2 م إلى 40-80 م.

الصور العميقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء التي تم التقاطها بأطوال موجية مختلفة سمحت لعلماء الفلك بتوصيف خصائص بضعة آلاف من المجرات في الصورة واختيار حفنة منها على أنها مجرات بعيدة جدًا. باستخدام الصور التي تم الحصول عليها سابقًا والتي تم التقاطها في تلسكوب كندا - فرنسا - هاواي (CFHT) على ماونا كيا وصور من تلسكوب هابل الفضائي ، تم التحقق من أن هذه المجرات لا تُرى بالفعل في البصريات. وبهذه الطريقة ، تم التعرف على ستة مجرات عالية الانزياح الأحمر مرشحة ربما يكون انبعاث ضوءها عندما كان عمر الكون أقل من 700 مليون سنة.

لتأكيد والحصول على تحديد أكثر دقة لمسافة إحدى هذه المجرات ، حصل الفلكيون على الوقت التقديري للمدير لاستخدام ISAAC مرة أخرى على VLT ، ولكن هذه المرة في وضعه الطيفي. بعد عدة أشهر من التحليل الدقيق للبيانات ، اقتنع الفلكيون باكتشاف ميزة طيفية ضعيفة ولكنها واضحة في المجال القريب من الأشعة تحت الحمراء. لقد جعل الفلكيون حجة قوية أن هذه الميزة هي بالتأكيد خط انبعاث ليمان ألفا النموذجي لهذه الكائنات. تم تمديد هذا الخط ، الذي يحدث في المختبر على طول موجة يبلغ 0.1216 م ، أي في الأشعة فوق البنفسجية ، إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة عند 1.34 م ، مما يجعل Abell 1835 IR1916 أول مجرة ​​معروف أن لها انزياح أحمر كبير مثل 10.

المجرة البعيدة المعروفة حتى الآن
هذه هي الحالة الأقوى للانزياح الأحمر الزائد عن السجل الحالي الطيفي المؤكد عند z = 6.6 والحالة الأولى للانزياح الأحمر المكون من رقمين. من خلال قياس عمر الكون إلى عمر الشخص (80 عامًا ، على سبيل المثال) ، أظهر الرقم القياسي السابق المؤكد طفلًا عمره أربع سنوات. مع هذه الملاحظات ، لدينا صورة للطفل عندما كان عمره عامين ونصف.

من صور هذه المجرة التي تم الحصول عليها في النطاقات الموجية المختلفة ، يستنتج الفلكيون أنها تمر بفترة من تكوين النجوم الشديد. لكن كمية النجوم المتكونة تقدر بـ "10" أضعاف كتلة الشمس ، أي ما يقرب من عشرة آلاف مرة أصغر من كتلة مجرتنا ، درب التبانة.

وبعبارة أخرى ، فإن ما يراه الفلكيون هو اللبنة الأولى للمجرات الكبيرة الحالية. تتوافق هذه النتيجة جيدًا مع فهمنا الحالي لعملية تكوين المجرات المقابلة للتراكم المتتالي للمجرات الكبيرة التي نشهدها اليوم من خلال العديد من عمليات الاندماج في "كتل البناء" ، والمجرات الأصغر والأصغر التي تشكلت في الماضي.

هذه اللبنات هي التي ربما قدمت أول مصادر الضوء التي رفعت الضباب على الكون ووضع نهاية للعصور المظلمة.

بالنسبة لروزر بيل ؟، من مرصد ميدي بيرينز (فرنسا) والقائد المشارك للفريق ، "تظهر هذه الملاحظات أنه في ظروف السماء الممتازة مثل تلك الموجودة في مرصد بارانال التابع لـ ESO ، واستخدام العدسات الجاذبية القوية ، والملاحظات المباشرة المجرات البعيدة القريبة من العصور المظلمة مجدية مع أفضل المقاريب الأرضية. "

الرئيس المشارك الآخر للفريق ، دانيال شيرير من مرصد وجامعة جنيف (سويسرا) ، متحمس: "هذا الاكتشاف يفتح الطريق أمام الاستكشافات المستقبلية للنجوم والمجرات الأولى في أوائل الكون."

معلومات اكثر
تستند المعلومات المقدمة في هذا البيان الصحفي إلى مقالة بحثية في مجلة الأبحاث الأوروبية "علم الفلك والفيزياء الفلكية" (A&A ، المجلد 416 ، الصفحة L35 ؛ "ملاحظات ISAAC / VLT لمجرة ذات عدسة عند z = 10.0" بقلم روسر بيل؟ دانيال شيرير ، يوهان ريتشارد ، جان فرانس؟ لو بورني ، وجان بول كنيب). وهي متاحة على الويب في موقع EDP على الويب.

تتوفر تفسيرات وصور إضافية على صفحة المؤلف على الويب ، على http://obswww.unige.ch/sfr و http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/

المصدر الأصلي: ESO News Release