مجرّة قديمة تحوي على أبعد أوكسجين مُكتَشَف في الكون على الأطلاق !

 

SXDF-NB1006-2، والتي تبعد 13.1 مليار سنة ضوئية عن الأرض والتي من المرجح أنها قد تكونت بعد “العصور المُظلمة”.يبلغ عمر الكون حوالي 13.8 مليار سنة.والتي من المرجح أنها قد تكونت بعد ”العصور المُظلمة“. يبلغ عمر الكون حوالي 13.8 مليار سنة. اللون الأخضر يشير إلى الأوكسجين في المجرة كما يُرى من خلال تيليسكوب ألما الراديويّ، في حين أن اللون الأرجواني يشير إلى الهيدروجين المُلتقط بواسطة تيليكسوب سابيرو.

لقد أكتشف الفلكيون بعضاً من دلائل وجود الأوكسجين أحدى أوائل المجرات في الكون، والتي قد ولدت بعد فترة من ”العصور المظلمة“ التي وجدت قبل أن يكون للكون نجوم، كما تؤكد دراسة جديدة.

الأكتشاف – الذي يتركز حول المجرة SXDF-NB1006-2 القديمة جداً، المتواجدة على بُعد 13.1 مليار سنة ضوئية عن الأرض – يُمكن أن يُساهم في حل لغز كيف ساعدت النجوم الأوليّة في التخلص من ضباب القرد الذي ملأ الكون ذات مرة، حسب ما ذكرت الأبحاث.

الأبحاث السابقة أشارت إلى ذلك، فبعد ولادة الكون أثر الأنفجار العظيم قبل قرابة 13.8 مليون سنة، كان الكون ساخناً جداً حيث جميع الذرات التي كانت متواجدة قد أنقسمت إلى نيوكليدات ذات شحنة موجبة وألكترونات ذات شحن سالبة. هذا الحقل من الأيونات المشحونة كهربائياً قد بعثر الضوء، ومنعه من الإنتقال بحرّية.

”العصور المظلمة“ للكون

عمل سابق قد أقترح أنه بعد حوالي 380,000 سنة من الأنفجار العظيم، أنخفضت حرارة الكون بشكل كافي لتلك الجزيئات لكي تتجمع مكونةً ذرات من جديد، سامحةً بذلك بظهور أول ضوء في الفضاء – من الأنفجار العظيم – لكي يبرق، على أيةِ حال، بعد عصر التجمع هذا أتت الظاهرة الكونية ”العصور المظلمة“ خلال هذه الفترة، لم يكن هناك أي ضوء آخر، حيث النجوم لم تكن متكونة بعد.

بحث سابق قد أشار أيضاً إلى أنه بعد حوالي 150 مليون سنة من الأنفجار العظيم، الكون قد بدأ بالبزوغ من ظاهرة العصور المظلمة خلال فترة تعرف بأعادة التأين، خلال هذه الفترة، والتي قد أستمرت لأكثر من نصف مليار سنة، مجموعة من الغازات قد أنهارت مما يكفي لتكوين أوائل النجوم والمجرات، التي حفزت على تأين الضوء ما فوق البنفجسي وتدمير أغلب الهيدروجين المتعادل الشحنة، وقسمها لتكوين البروتونات والألكترونات.

جمع التفاصيل حول عصر أعادة التأين صعب للغاية لأنه قد حدث في الماضي البعيد جداً. لرؤية الضوء من أزمنة سابقة كهذه، قام الباحثون بالبحث عن أجسام بعيدة أكثر ما يمكن، إذ أنه كلما كانت مبتعدة أكثر، كلما أستغرق الضوء وقتاً أكثر ليصل إلى الأرض. ومثل هذه الأجسام البعيدة يمكن رؤيتها عبر أفضل التيليسكوبات المتوفرة اليوم.

المجرة القديمة SXDF-NB1006-2 (في مركز الصورة اليمنى والمدرج في اليسار) المرئية بهذه الصورة الملونة من سابيرو (مقراب إكس إم إم نيوتن الفضائي). المجرة الظاهرة بالأحمر والتي تبعد 13.1 مليار سنة ضوئية عن الأرض.

يبقى الكثير غير معروفاً بشأن فترة أعادة التأين، مثل: كيف كانت تبدو أوائل النجوم؟ أو كيف تكونت أولى المجرات وماهي مصادر الضوء التي تسببت بأعادة التأين؟. البعض من الأعمال اللاحقة أشارات إلى أن النجوم الضخمة كانت المسؤولة غالباً عن أعادة التأين، ولكن أبحاثٌ أخرى لمحت أن الثقوب السوداء كانت وبشكل واضح ومحتمل أنها المجرم المسيطر وراء ذلك الحدث.

والأن، بالنظر إلى مجرة قديمة، الباحثون ربما قد أكتشفوا أدلة عن سبب أعادة التأين.

قال كاتب أحد الدراسات المهمة، والفلكي في جامعة أوسكا سانغيو في اليابان، الباحث أينوي إلى موقع سبيس ”أن المجرة التي تفحصناها قد تكون مصدر ضوء قوي لأعادة التأين“.

البحث عن المجرات القديمة بالأوكسجين

العلماء قد حللوا مجرة تدعى SXDF-NB1006-2 المتواجدة على بعد 13.1 مليار سنة ضوئية من الأرض.عندما أكتشفت هذه المجرة في عام 2012 كانت أبعد مجرة معروفة في ذلك الوقت.

بأستخدام البيانات مصفوف مرصد أتاكاما المليمتري الكبير (الما) في صحراء أتاكاما في تشيلي، تمكن الباحثون من رؤية كيف كانت تبدو المجرة قبل 700 مليون سنة بعد الأنفجار العظيم. لقد ركزوا على الضوء الناتج من الأوكسجين وجزيئات الغبار.

صرح أينوي ”إن السعي لرؤية عناصر ثقيلة في بدايات الكون هو هدف مهم لأكتشاف فعالية تكون النجوم في تلك الفترة“.

رؤية قريبة للمجرة القديمة، تُظهر الأوكسجين المتأين (باللون الأخضر) كما يرى بأستخدام تيليسكوب ألما الراديوي، والهيدروجين المتأين (باللون الأزرق) كما يرى من تيليسكوب سابيرو الضوء ما فوق البنفجسي قد ألتقط من قبل التيليكسوب الأشعة تحت الحمراء البريطاني الظاهر باللون الأحمر.

أشارت الأبحاث إلى أن العلماء قد شاهدوا علامات واضحة للأوكسجين في تلك المجرة والذي يمثل أبعد أوكسجين قد تم أكتشفه على الأطلاق. هذا الاوكسجين كان متأيناً مما يشير إلى أن هذه المجرة قد أمتلكت عدداً من النجوم الشابة العملاقة، والتي كانت أثق من الشمس بعشرات المرات. هذه النجوم الشابة يُعتقد أنها التي أمتصت الضوء الفوق البنفجسي.

لقد قدر العلماء أن الأوكسجين كان أقل غزارة بعشر مرات عما كان في الشمس. هذا التقدير قد وافق محاكاة فريق أبحاث – فقط عناصر خفيفة من الهيدروجين، والهيليوم، والليثيوم كانت موجودة عندما وجد الكون في البداية، في حين أن العناصر الأكثر ثُقلاً كالأوكسجين كانت قد تكونت في قلوب النجوم.

ولكن، وبشكل غير متوقع، فأن العلماء قد وجدوا أن تلك المجرة القديمة تحوي على غبار أقل بمرتين او ثلاث عما توقعته المحاكاة, هذه الكمية القليلة من الغبارقد أسهمت في أعادة التأين عن طريق السماح بالضوء من تلك المجرة بتأيين تلك الكمية الشاسعة من الغاز خارج تلك المجرة، كما وضحت الأبحاث.

صرح أينوي ”إن تلك المجرة هي نموذج أولي لمصدر الضوء المسؤول عن التأين الكوني“.

يوجد تفسير وحيد ممكن لتلك الكمية القليلة من الغبار، وهو أنًّ الموجات الأهتزازية الناتجة عن أنفجارات السوبر نوفا قد محقته. وقد صرح الباحثون بوجود أمكانية أخرى وهي أنه ربما لم يكن هناك الكثير نطاق بارد، الغيوم الكثيفة في الفضاء بين نجوم المجرة القديمة، ما تكون في تلك الغيوم يشبه إلى حدِ ما تفعله رقاقات الثلج في الغيوم الباردة على الأرض.

هذا البحث قد يساعد في أجابة ما سبب أعادة التأين. قال أينوي: ”إن مصدر أعادة التأين هو موضوع سيستغرق وقتاً طويلاً- نجوم عملاقة أم ثقوب سوداء عملاقة للغاية؟“. وأضاف قالاً: ”هذه المجرة لا تبدوا حاوية على ثقب أسود، ولكنها تملك عدداً من النجوم العملاقة، عملاقة إلى درجة أن تلك النجوم ربما قد أعادت تأين الكون“.

الباحثون ما يزالون يحللون تلك المجرة مع الألما، فقد كتب مساعد يويتشي تامورا، من جامعة طوكيو ”إن رؤيا أوضح ستسمح لنا برؤية التوزيع والحركة للأوكسجين المؤين في المجرة ويوفر لنا معلومات قيمة لفهم خصائص المجرة“.

المصدر : هنا