في سيناريو تعتبر فيه ملايين السنين فترة زمنية قصيرة ، بالكاد تكون الساعات غمضة عين. في حين أن الأمر قد يستغرق عشر سنوات أو أكثر لمراقبة مجموعة من المجرات مع القليل من التفاصيل للتلسكوبات في جميع أنحاء العالم ، إلا أن تلسكوب Atcama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) كان قادرًا على القيام بالمهمة بسرعة مذهلة. في غضون ساعات فقط ، قام فريق من علماء الفلك الذين يستخدمون هذا التلسكوب فائق القوة بالتواجد في موقع أكثر من مائة مجرة تشكل النجوم في أوائل الكون.
ذات مرة ، حدثت كميات هائلة من ولادة النجوم في المجرات المبكرة التي كانت غنية بالغبار الكوني. دراسة هذه المجرات أمر حتمي لفهمنا لتكوين المجرة وتطورها - لكنها أثبتت صعوبة في الضوء المرئي لأن الغبار الذي يدعم تكوين النجوم يحجب أيضًا المجرات التي تشكلت فيها. ومع ذلك ، بفضل التلسكوبات مثل ALMA ، يمكننا التعرف على هذه المجرات ومراقبتها من خلال التركيز على الأطوال الموجية الأطول. الضوء الذي يأتي في حوالي ملليمتر واحد هو الملعب المثالي لمثل هذه الدراسة.
لقد انتظر علماء الفلك بيانات مثل هذه لأكثر من عقد من الزمان. "إن ALMA قوية جدًا لدرجة أنها أحدثت ثورة في الطريقة التي يمكننا من خلالها ملاحظة هذه المجرات ، على الرغم من أن التلسكوب لم يكن قد اكتمل بالكامل في وقت الملاحظات" ، قالت جاكلين هودج (معهد ماكس بلانك للفلك الفلكي ، ألمانيا) ، المؤلف الرئيسي من الورقة التي تعرض ملاحظات ALMA.
فقط كيف نعرف أين تقع هذه المجرات؟ من خلال استخدام تلسكوب تجربة أتاكاما باثفايندر (APEX) ، الذي تم تشغيله بواسطة ESO ، تمكن الفلكيون من تعيين هذه الأهداف المحجوبة من الغبار إلى درجة معينة. ركزت APEX قدراتها على مساحة من السماء بحجم القمر المكتمل في كوكبة Fornax. تم إجراء الدراسة - Chandra Deep Field South - بواسطة مجموعة متنوعة من المقاريب الموجودة هنا على الأرض وفي الفضاء. هنا ينسب الفضل إلى APEX في تحديد 126 مجرة متربة. ومع ذلك ، هذه الصور ليست كل ما يمكن أن تكون عليه. ظهرت مناطق تشكيل النجوم على شكل نقاط وأحيانًا يمكن أن تبالغ في التقاط صور أفضل مصنوعة بأطوال موجية أخرى. من خلال استخدام ALMA ، تم تعزيز هذه الملاحظات ، مما أدى إلى زيادة الدقة في الجزء المليمتر / ما دون المليمتر من الطيف ومساعدة الفلكيين في معرفة بدقة أي المجرات التي تشكل النجوم.
جارٍ تحميل المشغل ...
يبدأ تسلسل الفيديو هذا بمشاهدة واسعة للسماء ، بما في ذلك كوكبة الجبار الشهيرة (الصياد). نقترب تدريجياً من بقعة غير ملحوظة من السماء تسمى Chandra Deep Field South التي تمت دراستها بواسطة العديد من التلسكوبات على الأرض وفي الفضاء. الائتمان: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) ، APEX (MPIfR / ESO / OSO) ، J. Hodge et al. ، A. Weiss et al. ، NASA Spitzer Science Center ، Digitized Sky Survey 2 ، و A. Fujii. موسيقى: موفيتو
كما يعلم جميع علماء الفلك في الفناء الخلفي ، كلما كانت الفتحة أكبر - كانت الدقة أفضل. لتحسين رصدهم للكون المبكر ، كان الفلكيون بحاجة إلى تلسكوب أكبر. يتكون APEX من هوائي على شكل طبق بقطر 12 متر ، ولكن ALMA يتكون من العديد من الأطباق المنتشرة على مسافات طويلة. ثم يتم دمج الإشارات من جميع أجزائه والنتيجة هي نفسها كما لو كانت تلسكوبًا عملاقًا يقيس نفس حجم الصفيف بأكمله. طبق سوبر!
بمساعدة ALMA ، أخذ الفلكيون المجرات من خريطة APEX. على الرغم من أن مجموعة ALMA لا تزال قيد الإنشاء وتستخدم أقل من ربع قدراتها ، تمكن الفريق من إكمال هذه المرحلة الأولى من الملاحظات العلمية. كان Speedy ALMA على قدر المهمة. في دقيقتين فقط لكل مجرة ، كان هذا "النطاق الفائق" قادرًا على حل كل واحد داخل منطقة صغيرة أصغر بمئتي مرة من نقاط APEX الأصلية ... وبنسبة حساسية تزيد 300٪! باستخدام سجل حافل من هذا القبيل ، تمكنت ALMA من مضاعفة عدد المشاهدات في غضون ساعات. استطاع الباحثون الآن أن يروا بوضوح أي المجرات تحتوي على مناطق تشكيل نجمي فعالة وتمييز الحالات التي اختلطت فيها المجرات المتعددة التي تشكل النجوم لتظهر كواحدة في دراسات سابقة.
"اعتقدنا سابقًا أن ألمع هذه المجرات كانت تشكل نجومًا أكثر قوة ألف مرة من مجرتنا درب التبانة ، مما يعرضها لخطر تفجير نفسها. قال ألكسندر كريم (جامعة دورهام ، المملكة المتحدة) ، عضو الفريق والمؤلف الرئيسي لورقة مصاحبة حول هذا العمل ، إن صور ALMA كشفت عن مجرات متعددة وأصغر تشكل النجوم بمعدلات معقولة إلى حد ما.
يبدو أن ALMA ستحقق نجاحًا كبيرًا. وقد ساعدت هذه الملاحظات الجديدة على توثيق المجرات التي تشكل النجوم المتربة من العالم المبكر بثقة وتساعد على إنشاء كتالوج أكثر تفصيلاً من أي وقت مضى. ستساعد هذه النتائج الجديدة الملاحظات الفلكية المستقبلية من خلال منح الباحثين قاعدة موثوقة على خصائص هذه المجرات بأطوال موجية مختلفة. لن يضطر الفلكيون بعد الآن إلى "تخمين" أي المجرات قد تكون قد اندمجت معًا في الصور ... لقد أوضحت ALMA ذلك. ومع ذلك ، لا تستبعد استخدام أماكن أخرى مثل APEX. يلعب كلاهما دورًا قويًا في مراقبة الكون المبكر.
"يمكن أن تغطي APEX مساحة واسعة من السماء بشكل أسرع من ALMA ، وبالتالي فهي مثالية لاكتشاف هذه المجرات. بمجرد أن نعرف مكان البحث ، يمكننا استخدام ALMA لتحديد موقعهم بالضبط "، اختتم إيان سمايل (جامعة دورهام ، المملكة المتحدة) ، المؤلف المشارك للورقة الجديدة.
المصدر الأصلي للقصة: نشرة أخبار ESO Science.
