اكتشف تلسكوب هابل ضوءًا “مستحيلا” من مجرة لم يكن من المفترض رؤيتها على الإطلاق

اكتشف علماء الفلك مجرة قديمة متوهجة وسط الضباب الكوني للكون المبكر، كاشفة عن رؤية تفصيلية كان يعتقد أنها مستحيلة.

تستخدمه وكالة ناسا تلسكوب هابل الفضائيمع البيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) والتلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، اكتشف الباحثون فوتونات فوق بنفسجية “مؤينة” – ضوء قوي قادر على إزالة الإلكترونات من ذرات الهيدروجين – من المجرة، المسماة MXDFz4.4. وهذا هو أول اكتشاف مسجل، ويأتي بعد حوالي 250 مليون سنة من تحول كوني هائل يسمى “الانتقال الكوني”. وقت إعادة التأينوأوضح الباحثون في دراسة نشرت يوم 23 يونيو في مجلة الفيزياء الفلكية.

لمئات الملايين من السنين بعد ذلك الانفجار العظيميمتلئ الفضاء بين المجرات بضباب من غاز الهيدروجين المحايد الذي يحجب هذا النوع من الضوء. وبمرور الوقت، أدى الإشعاع الصادر عن النجوم والمجرات الأولى إلى تأين هذا الغاز، مما أدى إلى تبديد الضباب والسماح للضوء بالسفر بحرية عبر الكون – وهي عملية لا يزال علماء الفلك يفهمونها تمامًا.

“كان يعتقد أنه مستحيل” إلياس جوفارتس، وقال زميل ما بعد الدكتوراه في معهد علوم التلسكوب الفضائي (STScI) في بالتيمور والمؤلف الأول للدراسة الجديدة، لموقع Live Science. “إن ما يميز هذه المجرة حقًا هو أنها مرت عبر جزء كبير من الوسط بين المجرات (البلازما المتأينة بين المجرات).

ما يجعل MXDFz4.4 فريدًا هو الجمع بين الحجم ومعدل تكوين النجوم. المجرة أصغر بحوالي 100 مرة من مساحتها درب التبانةلكنها تشكل نجومًا أسرع بنحو 10 مرات، حيث تحشد العديد من النجوم الشابة الضخمة في مساحة مدمجة. وفقًا لجوفارتس، فإن تأثير الازدحام هذا يساعد المجرة على فتح مسارات عبر الغاز المحيط، مما يسمح للضوء المؤين بالهروب من المجرة، وفي النهاية، من الفضاء المظلم بين المجرات. ويقدر الفريق أن ما بين نصف وكل الضوء المؤين من المجرة يخرج.

حدث هذا الاكتشاف، الذي تم في أكتوبر، عن طريق الصدفة. أثناء إعداد مقترح تمويل غير ذي صلة قبل أيام قليلة من الموعد النهائي الرئيسي، قام جوفارتس بفحص صورة هابل العميقة الموجودة لمعرفة ما إذا كان أي شخص قد بحث عن هذا النوع من الإشارة هناك من قبل. وفي غضون ساعات قليلة، حصل على إشارة جيدة. وقال جوفارتس: “لقد ابتعدنا بسرعة كبيرة جدًا عن فكرة أنني سأذهب، حسنًا، هناك شيء هنا وهو مثير”. “لقد كنا متحمسين منذ اليوم الأول، ولكن الأمر استغرق أشهرًا حتى ينضج ويحصل على جميع الخصائص المتعلقة بالمجرة.”

يعتمد البحث على مجموعة غنية بشكل غير عادي من الملاحظات: صورة هابل عميقة للغاية مأخوذة من 40 ساعة من الملاحظات؛ تصوير تلسكوب جيمس ويب الفضائي بأطوال موجية متعددة، يُستخدم لتصوير نجوم المجرة وتاريخ تكوين النجوم؛ وواحد من أعمق الأطياف التي تم الحصول عليها على الإطلاق من بقعة واحدة في السماء، والتي تم جمعها على مدار ما يقرب من ستة أيام من وقت الرصد باستخدام أداة VLT’s Multi-Unit Spectroscope Explorer. ويؤكد هذا الطيف مسافة المجرة من خلال خط انبعاث ليمان-ألفا، والذي يعمل بمثابة “بصمة هيدروجينية”، أو توهج صادر عن غاز الهيدروجين المتحمس، والذي يمكن لعلماء الفلك استخدامه لقياس المسافة الكونية والوقت.

لم تُظهر أي مجرة أخرى من هذه الفترة المبكرة ضوءًا مؤينًا يمكن اكتشافه من قبل، مما يجعل MXDFz4.4 واحدًا من نوعه حتى الآن، كما قال مؤلف مشارك في الدراسة. مارك رافائيلسكيوأشار البيان إلى أن نائب رئيس مهمة تلسكوب هابل الفضائي في STScI. .