اكتشف العلماء طريقة للنظر إلى ما بعد الغلاف الجوي للأرض - والغبار الكوني القديم - لإلقاء نظرة على المجرات التي تشكلت في أول 5 مليارات سنة من الكون.
كشفت دراسة جديدة ، نُشرت اليوم في مجلة Nature ، عن أول أخبار على الإطلاق من مناطق تشكل النجوم على مقربة وبعيدة على حد سواء - بما في ذلك بعض من حواف الكون ، التي تتسابق بعيدًا عنا أسرع بسبب توسع الكون.
توضح النتائج أيضًا مصادر خلفية الأشعة تحت الحمراء البعيدة ، التي غطتها الغموض لفترة طويلة.
تنبثق الاكتشافات من تلسكوب منظار فتحة العدسة الكبيرة (BLAST) الذي يحمله البالون ، والذي طاف على ارتفاع 120.000 قدم (36.576 مترًا) فوق القارة القطبية الجنوبية في عام 2006.
اختار فريق BLAST رسم خريطة لمنطقة معينة من السماء تسمى المسح العميق لأصول المراصد العظيمة - الجنوب (GOODS-South) ، والتي تمت دراستها بأطوال موجية أخرى من قبل "المراصد العظيمة" الثلاثة التابعة لناسا - تلسكوبات هابل ، سبيتزر ، وشاندرا الفضائية . في إحدى الرحلات الملحمية للبالون التي استغرقت 11 يومًا ، وجد بلاست أكثر من 10 أضعاف العدد الإجمالي للمجرات النجميّة التي تم قياسها تحت مقياس الميل الذي تم اكتشافه في عقد من المشاهدات الأرضية.
قال المؤلف الرئيسي مارك ديفلين ، من جامعة بنسلفانيا: "قمنا بقياس كل شيء ، من آلاف الغيوم الصغيرة في مجرتنا التي تمر بتشكيل النجوم إلى المجرات في الكون عندما كان ربعها الحالي فقط".
في الثمانينيات والتسعينيات ، تم العثور على مجرات معينة تسمى مجرات الأشعة تحت الحمراء Ultraluminous InfraRed التي تنجب مئات المرات من النجوم أكثر من مجراتنا المحلية. يعتقد أن هذه المجرات "النجمية" ، على بعد 7-10 مليار سنة ضوئية ، تشكل خلفية الأشعة تحت الحمراء البعيدة التي اكتشفها القمر الصناعي COBE. منذ القياس الأولي لإشعاع الخلفية هذا ، حاولت تجارب عالية الدقة الكشف عن المجرات الفردية التي تتكون منها.
تجمع دراسة BLAST بين قياسات مسح التلسكوب عند أطوال موجية أقل من 1 ملم مع بيانات بأطوال موجية تحت الحمراء أقصر بكثير من تلسكوب سبيتزر الفضائي. تؤكد النتائج أن جميع خلفية الأشعة تحت الحمراء البعيدة تأتي من مجرات فردية بعيدة ، تحل بشكل أساسي مسألة عمرها عشر سنوات حول أصل الإشعاع.
يحدث تكوين النجوم في سحب تتكون من غاز الهيدروجين وكمية صغيرة من الغبار. يمتص الغبار ضوء النجوم من النجوم الصغيرة الحارة ، ويسخن الغيوم إلى ما يقرب من 30 درجة فوق الصفر المطلق (أو 30 كلفن). يتم إعادة انبعاث الضوء عند أطوال موجية أطول بكثير من الأشعة تحت الحمراء.
وهكذا ، فإن ما يصل إلى 50 في المائة من طاقة ضوء الكون هي ضوء الأشعة تحت الحمراء من الشباب الذين يشكلون المجرات. في الواقع ، هناك الكثير من الطاقة في الخلفية تحت الحمراء البعيدة كما هو الحال في إجمالي الضوء البصري المنبعث من النجوم والمجرات في الكون. يقول المؤلفون إن الصور البصرية المألوفة لسماء الليل تفتقد نصف الصورة التي تصف التاريخ الكوني لتكوين النجوم.
قال بارث نيتيرفيلد من جامعة تورونتو ، الباحث الرئيسي الكندي في بلاست: "لقد أعطتنا بلاست وجهة نظر جديدة للكون" ، مما مكن فريق بلاست من تحقيق اكتشافات في موضوعات تتراوح من تكوين النجوم إلى تطور المسافات البعيدة. المجرات ".
في مرافقة الأخبار والآراء كتب المؤلف ، إيان سميل ، عالم الكونيات الحسابي من جامعة دورهام في المملكة المتحدة ، أن "الآثار المترتبة على هذه الملاحظات هي أن مرحلة النمو النشط لمعظم المجرات التي تُرى اليوم متأخرة كثيرًا - فهي تنخفض إلى ما يعادل الوسط عمر."
وأشار أيضًا إلى أن الدراسات حول هذه الأحداث المتطرفة التي تشكل النجوم في أوائل الكون سوف تكون مدعومة بثلاثة تطورات رئيسية مستحقة خلال العام المقبل أو نحو ذلك: تطوير كواشف كبيرة الحجم تعمل على أطوال موجية دون المليمتر ، بما في ذلك جهاز واحد مثبت على تلسكوب جيمس كلارك ماكسويل ؛ والمرحلة الأولى من صفيف Atacama المليمتر الكبير (ALMA).
كتب سمايل: "ستسمح مثل هذه الملاحظات لعلماء الفلك بدراسة توزيع الغازات وتكوين النجوم داخل هذه المجرات المبكرة" ، الأمر الذي سيساعد بدوره على تحديد العملية الفيزيائية التي تثير هذه الانفجارات الفائقة في تكوين النجوم ودورها في تكوين المجرات. المجرات التي نراها في مجلة الفضاء. "
LEAD IMAGE CAPTION: تلسكوب الانفجار قبل إطلاقه في أنتاركتيكا. الانفجار هو في المقدمة ، بجانب بالون القدم 28 مليون متر مكعب ، في الخلفية هو بركان جبل إيريبوس. الائتمان: مارك هالبيرن
المصدر: Nature و a بيان صحفي لجامعة بنسلفانيا (ليس على الإنترنت بعد). الصور والصور وخرائط السماء والدراسة الكاملة متاحة على موقع ويب بلاست.
