عاجل | تم اكتشاف مجرة ​​”يتدفق” من خلالها ضوء الكون المبكر

صرّح فريق دولي من العلماء بقيادة شوايرو تشو من مرصد شنغهاي الفلكي عن اكتشاف المجرة LCEz4-M1، وهي واحدة من أبعد المجرات المرشحة المعروفة التي تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية المؤينة. تم نشر المأوضح في المجلة رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

ما هو عصر إعادة التأين

بعد حوالي 600 مليون إلى مليار سنة من الانفجار الكبير، بدأ الهيدروجين المحايد في الكون يتحول إلى هيدروجين متأين. وهذا تغيير جوهري مازلنا نشهده حتى اليوم. يعتبر المصدر الرئيسي للطاقة هو النجوم والمجرات الأولى التي "اخترق" إشعاعها فوق البنفسجي الغاز بين المجرات.

الدور الرئيسي تلعبه الفوتونات ذات الطول الموجي الأقل من 912 أنجستروم - ما يسمى بإشعاع ليمان المستمر (LyC). ولكن لكي تؤثر حقًا على الفضاء، لا يجب أن تولد هذه الفوتونات فحسب، بل يجب أيضًا أن تهرب من مجرتها. داخل معظم الأنظمة النجمية، يمتصها الغاز والغبار ببساطة.

نادر العثور على مسافة كبيرة

وتقع المجرة الجديدة عند انزياح نحو الأحمر z = 4.444. وهذا يتوافق مع ما يقرب من 1.4 مليار سنة بعد الانفجار الكبير. وعلى الرغم من أنها ظهرت بعد ذروة إعادة التأين، إلا أن مثل هذه الأشياء توفر رؤية قيمة لعمليات تلك الحقبة.

ولتأكيد هذا الاكتشاف، جمع علماء الفلك ملاحظات من ثلاث أدوات قوية: التلسكوب الكبير جدًا (VLT) في تشيلي، وتلسكوب هابل الفضائي، وتلسكوب جيمس ويب. ساعد خط انبعاث الهيدروجين غير المتماثل في تحديد المسافة بدقة. ثم تحقق العلماء بعناية من أن الإشارة لا تنتمي إلى جسم غريب يقع في نفس خط الرؤية.

تم اكتشاف إشارة LyC بشكل مستقل في مجموعتين مختلفتين من البيانات: صور Hubble والتحليل الطيفي VLT.

ليس مثل الآخرين

عادة، المجرات التي تسرب الإشعاع المؤين تكون صغيرة وتتعرض لانفجارات قوية لتكوين النجوم. يبدو LCEz4-M1 مختلفًا. إنه مدمج، لكن كثافة ولادة النجوم الجديدة فيه أقل بشكل ملحوظ من نظائرها المحلية المعروفة.

ويقترح مؤلفو الدراسة أننا نراها في مرحلة خاصة – بعد ذروة النشاط.

وكتبوا: "قد يشير هذا إلى مرحلة تسرب ضوء LyC بعد الانفجار، أو مرحلة تحددها هندسة المجرة، بدلاً من انفجار مدمج كلاسيكي لتكوين النجوم مع خطوط انبعاث شديدة".

بمعنى آخر، من المحتمل أن تؤدي الرياح النجمية القوية وانفجارات المستعرات الأعظم خلال الانفجار السابق إلى قطع القنوات في الغاز التي لا تزال مفتوحة وتسمح للضوء فوق البنفسجي بالمرور من خلالها.

بيئة المجرة

تم اكتشاف مجرة ​​مجاورة باهتة في مكان قريب، ربما بسبب تفاعل ضوئي. يبدو LCEz4-M1 نفسه هادئًا وغير متأثر بالاندماج الكبير، ولكن هناك ما يقرب من 15 مجرة ​​أخرى تتجمع حوله. العلماء حذرون: لا توجد بيانات كافية حتى الآن للتحدث بثقة عن المجموعة الأولية.

إذا تم التشدّد من وجود بيئة كثيفة، فإن تفاعلات الجاذبية يمكن أن تزيد من إثارة الغاز وتساعد في تكوين قنوات الخروج.

قيمة لفهم الكون المبكر

يؤكد المؤلفون أن "LCEz4-M1 هي واحدة من المجرات القليلة التي تم اكتشاف خطوط LyC فيها عند z> 4، مما يجعلها مختبرًا قيمًا لدراسة الظروف الفيزيائية التي تسمح لخط LyC بالظهور".

تساعد مثل هذه الأمثلة النادرة على فهم كيفية تمكن المجرات المبكرة من تأين كميات هائلة من الكون. يخطط العلماء بالفعل لملاحظات طيفية أعمق للمجرة نفسها والمناطق المحيطة بها من أجل فهم سبب "تسربها" بهذه الفعالية.