يُظهر تصور هذا الفنان سلسلة الغبار والخطوط الجزيئية لأول أكسيد الكربون والماء في زوج من المجرات المعروفة باسم SPT0311-58. تكشف بيانات ALMA عن وفرة من ثاني أكسيد الكربون و H20 في أكبر مجرتين ، مما يشير إلى أن الكون الجزيئي كان قوياً بعد فترة وجيزة من تشكيل العناصر في البداية. الائتمان: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO)
تحدد دراسة جديدة الاكتشاف الأبعد للعنصر المطلوب للحياة كما نعرفه في مجرة تشكل النجوم العادية.
تم اكتشاف الماء في أكبر مجرة ضخمة في بدايات الكون ، وفقًا للملاحظات الجديدة من مجموعة أتاكاما الكبيرة المليمترية / ما دون المليمترات.ألما). وجد العلماء الذين درسوا SPT0311-58 H20 ، إلى جانب أول أكسيد الكربون في المجرة ، التي تقع على بعد حوالي 12.88 مليار سنة ضوئية من الأرض. يشير اكتشاف هذين الجزيئين بكثرة إلى أن الكون الجزيئي كان قوياً بعد وقت قصير من تشكل العناصر في النجوم المبكرة. يشتمل البحث الجديد على الدراسة الأكثر تفصيلاً لمحتوى الغاز الجزيئي لمجرة في بدايات الكون حتى الآن وأبعد اكتشاف عن H20 في مجرة تشكل النجوم منتظمة. تم نشر البحث في مجلة الفيزياء الفلكية.
يتكون SPT0311-58 في الواقع من مجرتين ، وقد شوهد لأول مرة من قبل علماء ALMA في عام 2017 في موقعه أو وقته في عصر إعادة التأين. حدثت هذه الحقبة في وقت كان عمر الكون 780 مليون سنة فقط – حوالي 5 في المائة من عمره الحالي – وكانت النجوم والمجرات الأولى تولد. يعتقد العلماء أن المجرتين قد تندمجان ، وأن تشكيلهما السريع لنجومهما لا يستهلك غازهما أو وقود تشكل النجوم فحسب ، بل إنه قد يتطور في النهاية إلى مجرات إهليلجية ضخمة مثل تلك التي شوهدت في الكون المحلي.
تتحرك هذه الصورة المتحركة عبر سلسلة الغبار والخطوط الجزيئية للمياه وأول أكسيد الكربون التي شوهدت في ملاحظات ALMA لزوج من المجرات الضخمة المبكرة المعروفة باسم SPT0311-58. يبدأ هذا gif بمركب يجمع بين سلسلة الغبار والخطوط الجزيئية لـ H20 و CO. ويتبعه سلسلة الغبار التي تظهر باللون الأحمر ، والخطوط الجزيئية لـ H20 التي تظهر باللون الأزرق ، والخطوط الجزيئية لأول أكسيد الكربون ، CO (10-9) الموضحة باللون الوردي والأزرق الغامق ، يظهر أول أكسيد الكربون (7-6) باللون الأرجواني ، وثاني أكسيد الكربون (6-5) باللون الأرجواني. الائتمان: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO)
“باستخدام ملاحظات ALMA عالية الدقة للغاز الجزيئي في زوج من المجرات المعروفة مجتمعة باسم SPT0311-58 ، اكتشفنا كلاً من جزيئات الماء وأول أكسيد الكربون في أكبر مجرتين. قال سريفاني جاروجولا ، عالم الفلك بجامعة إلينوي والباحث الرئيسي على البحث الجديد. هذه المجرة هي أضخم مجرة معروفة حاليًا عند الانزياح الأحمر العالي ، أو الوقت الذي كان فيه الكون لا يزال صغيرًا جدًا. إنه يحتوي على المزيد من الغاز والغبار مقارنة بالمجرات الأخرى في بدايات الكون ، مما يمنحنا الكثير من الفرص المحتملة لمراقبة الجزيئات الوفيرة ولفهم أفضل لكيفية تأثير هذه العناصر التي تخلق الحياة على تطور الكون المبكر “.
الماء ، على وجه الخصوص ، هو ثالث أكثر الجزيئات وفرة في الكون بعد الهيدروجين الجزيئي وأول أكسيد الكربون. ربطت الدراسات السابقة للمجرات في الكون المحلي والكون المبكر انبعاث الماء وانبعاث الأشعة تحت الحمراء البعيدة من الغبار. قال جاروجولا: “يمتص الغبار الأشعة فوق البنفسجية من النجوم في المجرة ويعيد إصدارها كفوتونات بعيدة تحت الحمراء”. وهذا يزيد من إثارة جزيئات الماء ، مما يؤدي إلى انبعاث الماء الذي يستطيع العلماء رصده. في هذه الحالة ، ساعدنا في اكتشاف انبعاث المياه في هذه المجرة الضخمة. يمكن استخدام هذا الارتباط لتطوير الماء كمتتبع لتشكيل النجوم ، والذي يمكن بعد ذلك تطبيقه على المجرات على نطاق كوني “.
تُظهر هذه الصور العلمية الخطوط الجزيئية وسلسلة الغبار التي شوهدت في ملاحظات ALMA لزوج من المجرات الضخمة المبكرة المعروفة باسم SPT0311-58. على اليسار: صورة مركبة تجمع بين سلسلة الغبار والخطوط الجزيئية لـ H20 و CO. على اليمين: سلسلة الغبار التي تظهر باللون الأحمر (أعلى) ، الخط الجزيئي لـ H20 الموضح باللون الأزرق (الثاني من الأعلى) ، انتقالات الخط الجزيئي لأول أكسيد الكربون ، CO (6-5) يظهر باللون الأرجواني (الأوسط) ، CO (7-6) يظهر باللون الأرجواني (الثاني من الأسفل) ، و CO (10-9) يظهر باللون الوردي والأزرق الغامق (أسفل). الائتمان: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO)
تساعد دراسة المجرات الأولى التي تشكلت في الكون العلماء على فهم ولادة الكون ونموه وتطوره وكل شيء فيه ، بما في ذلك النظام الشمسي والأرض بشكل أفضل. “المجرات المبكرة تشكل النجوم بمعدل آلاف المرات من درب التبانةقال جارغولا. “تعلمنا دراسة محتوى الغاز والغبار في هذه المجرات المبكرة بخصائصها ، مثل عدد النجوم التي يتم تكوينها ، ومعدل تحويل الغاز إلى نجوم ، وكيف تتفاعل المجرات مع بعضها البعض ومع الوسط النجمي ، والمزيد . “
وفقًا لـ Jarugula ، هناك الكثير لنتعلمه عن SPT0311-58 ومجرات الكون المبكر. “لا تقدم هذه الدراسة إجابات حول مكان وجود الماء في الكون ومدى بعده فحسب ، ولكنها أدت أيضًا إلى طرح سؤال كبير: كيف تم تجميع كل هذا الكم من الغاز والغبار لتكوين النجوم والمجرات في وقت مبكر جدًا من الكون ؟ تتطلب الإجابة مزيدًا من الدراسة لهذه المجرات وما شابهها من مجرات تشكل النجوم للحصول على فهم أفضل للتشكيل والتطور البنيوي للكون المبكر “.
قال جو بيسكي ، عالم الفيزياء الفلكية ومدير برنامج ALMA في مؤسسة العلوم الوطنية: “هذه النتيجة المثيرة ، التي تظهر قوة ALMA ، تضيف إلى مجموعة متزايدة من ملاحظات الكون المبكر”. “هذه الجزيئات ، المهمة للحياة على الأرض ، تتشكل بأسرع ما يمكن ، ومراقبتها تعطينا نظرة ثاقبة على العمليات الأساسية لكون مختلف تمامًا عن اليوم.”
المرجع: “رصدات الخط الجزيئي في مجرتين متكونتين من النجوم المغبرة عند z = 6.9” 3 نوفمبر 2021 ، مجلة الفيزياء الفلكية.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”