علماء الفلك يحلون لغزًا عمره 12 مليار عام يتعلق بالمجرات المتوقفة
مجموعة المجرة MACSJ0138.0–2155

تبعد المجرة العملاقة النائمة في مركز هذه الصورة 10 مليارات سنة ضوئية. الائتمان: ESA / Hubble & NASA ، A. Newman ، M. Akhshik ، K. Whitaker

تؤكد القياسات غير المسبوقة أن المجرات خاملة عند نفاد الغاز البارد.

بحث جديد تم نشره في طبيعة سجية وبقيادة جامعة ماساتشوستس أمهيرست ، أجاب للتو على أحد الأسئلة الأساسية حول كوننا: لماذا تراجعت بعض أقدم وأكبر المجرات الضخمة في وقت مبكر من تكوينها؟ الجواب ، كما نعلم الآن ، هو أن الغاز البارد نفد منهم.

“تشكلت المجرات الأكثر ضخامة في كوننا في وقت مبكر بشكل لا يصدق ، مباشرة بعد الانفجار العظيم تقول كيت ويتاكر ، أستاذة علم الفلك في UMass Amherst ، “حدث ، منذ 14 مليار سنة”. “لكن لسبب ما ، أغلقوا. لم يعودوا يشكلون نجومًا جديدة “. تشكل النجوم هي إحدى الطرق الرئيسية التي تنمو بها المجرات ، ويقال إنها تهدأ عندما تتوقف عن تكوين النجوم. لقد عرف علماء الفلك أن هذه المجرات الضخمة المبكرة قد سكت ، لكن حتى الآن ، لم يعرف أحد سبب ذلك.

للعثور على الجواب ، قام فريق ويتاكر الذي يضم ألكسندرا بوبو أستاذة مشاركة في علم الفلك ، وكريستينا سي ويليامز ، الحاصلة على درجة الدكتوراه. في علم الفلك في UMass ، ابتكر اقترانًا مبتكرًا من التلسكوبات. استخدموا تلسكوب هابل الفضائي، التي ترى الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة ، بما في ذلك الضوء الذي يمكننا رؤيته بأعيننا ، لاكتشاف هذه المجرات البعيدة ، والتي هي بعيدة جدًا لدرجة أننا الآن فقط نرى الضوء الذي أطلقوه من 10 مليار إلى 12 مليار سنة في الماضي ، عندما كان الكون في مهده. في الواقع ، يبحث فريق ويتاكر في الماضي العميق.

مجرات REQUIEM ذات العدسة الجاذبية

تظهر مركبات من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا و ALMA لقطات مقربة لمجرتين ، MRG-M1341 و MRG-M2129 ، على بعد 10-12 مليار سنة ضوئية. الائتمان: Whitaker at al.، 10.1038 / s41586-021-03806-7، Joseph DePasquale

يجب أن تظهر هذه المجرات شابة وقوية ، مع وجود دليل على استمرار تشكل النجوم. لكنهم لم يفعلوا ذلك ، وقام فريق ويتاكر بدمج صور هابل بقراءات حساسة للغاية من ألما، مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / ما دون المليمتر ، التي تكتشف الإشعاع غير المرئي بالعين المجردة.

سمحت ALMA لفريق ويتاكر بالبحث عن كميات ضئيلة من الغاز البارد – مصدر الطاقة الرئيسي الذي يغذي تشكل النجوم الجديدة. “كان هناك غاز بارد غزير في بدايات الكون ، لذا فإن هذه المجرات ، منذ 12 مليار سنة ، يجب أن يكون لديها الكثير في خزان الوقود.” وبدلاً من ذلك ، وجدت ويتاكر وفريقها آثارًا للغاز البارد فقط موجودة في مركز كل مجرة. هذا يعني أنه خلال المليارات القليلة الأولى من وجود الكون ، كانت هذه المجرات إما تحترق من خلال إمدادات الطاقة الخاصة بها ، أو تطردها ، علاوة على ذلك ، قد يكون هناك شيء ما يمنع فعليًا تجديد كل مجرة ​​من الغاز البارد.

يساعدنا البحث معًا في إعادة كتابة التاريخ المبكر للكون حتى نتمكن من الحصول على فكرة أوضح عن كيفية تطور المجرات. الخطوة التالية للفريق هي معرفة مدى ضغط الغاز المتبقي في هذه المجرات الهادئة ولماذا يوجد فقط في مركز المجرات.

لمزيد من المعلومات حول هذا البحث ، اقرأ المجرات “الميتة” نفد الوقود في ظروف غامضة لصنع نجوم في الكون المبكر.

المرجع: “خزانات الغاز المنهكة تؤدي إلى تبريد المجرات الهائل في بدايات الكون” بقلم كاثرين إي ويتاكر وكريستينا سي ويليامز ولامي مولا وجوستين إس سبيلكر وسون توفت وديسيكا نارايانان وألكسندرا بوب وجورجيوس إي.ماجديس وبيتر جي فان دوكوم ، محمد أخشيك ، راشيل بيزانسون ، غابرييل ب. برامر ، جويل ليجا ، أليسون مان ، إريكا ج.نلسون ، جوهان ريتشارد ، كاميلا باسيفيكي ، كيرين شارون وفرانشيسكو فالنتينو ، 22 سبتمبر 2021 ، طبيعة سجية.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03806-7

تم دعم هذا البحث من قبل مؤسسة Alfred P. Sloan ، المؤسسة الوطنية للعلوم ، ناسا مركز جودارد لرحلات الفضاء ، ومجلس البحوث الأوروبي ، ومؤسسة كارلسبرغ ، وفيلوم فوندن ، ووكالة الفضاء الكندية ، ووكالة ناسا ، ومعهد دنلاب لعلم الفلك والفيزياء الفلكية.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *