برآورد سن کیهانی دورترین کهکشان

تلسکوپ فضایی جیمز وب کهکشان های اولیه درخشان را در کیهان اولیه کشف کرده است که مشاهدات اولیه آن، درک دانشمندان از شکل گیری کهکشان های اولیه را به چالش کشید.

به گزارش سیناپرس، برای تأیید ماهیت اولیه این رویداد و همچنین برای درک چگونگی تشکیل ستاره ها و رشد اولین کهکشان ها، به طیف سنجی نیاز است. در یک مطالعه جدید، ستاره شناسان مشاهدات طیف سنجی عمیق و پیوسته ALMA از کهکشانی به نام GHZ2/GLASS-z12 را ارائه کردند.

در این رابطه ستاره شناسان رصدخانه ملی نجوم ژاپن و دانشگاه ناگویا با هم همکاری کردند که سن کیهانی یک کهکشان دور به نام GHZ2/GLASS-z12 را اندازه گیری کنند. محققان با استفاده از تلسکوپ رادیویی ALMA، یک سیگنال رادیویی را کشف کردند که حدود ۹۷ درصد از طول عمر کیهان را طی می کند.

از آنجایی که طول می کشد تا نور کهکشان های دور به ما برسد، انبساط کیهان باعث شده که رنگ این نور به سمت انتهای قرمز طیف نور مرئی یا چیزی که به عنوان انتقال به سرخ شناخته می شود، تغییر کند. در نتیجه، GHZ2/GLASS-z12 یکی از احتمالی ترین گزینه ها برای یک کهکشان دور بود که به لطف رنگ قرمز آن دیده شد.

پژوهشگران از دانشگاه ناگویا و رصدخانه ملی نجوم ژاپن از چهل تلسکوپ رادیویی ALMA در شیلی برای جستجوی یک خط طیفی برای تأیید سن واقعی کهکشان ها استفاده کردند. برای جستجوی یک خط انتشار مرتبط با اکسیژن در فرکانس پیش‌ بینی ‌شده توسط مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب، تلسکوپ رادیویی به GHZ2/GLASS-z12 اشاره کرد. با توجه به زمان نسبتاً سریع برای ایجاد اکسیژن در کهکشان های دور، تیم تحقیقاتی تصمیم گرفت به دنبال یک خط انتشار اکسیژن برای افزایش احتمال تشخیص باشد.  

تلسکوپ رادیویی توانست با ادغام سیگنال های هر یک از تلسکوپ های ۱۲ متری خود، خط انتشار را در اطراف محل کهکشان پیدا کند. با توجه به تغییر رنگ مشاهده شده خط، محققان توانستند جهان را فقط ۳۶۷ میلیون سال پس از انفجار بزرگ ببینند.

پژوهشگر ارشد این مطالعات به نام تام باکس (Tom Bakx) از دانشگاه ناگویا گفت: اولین تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب آنقدر کهکشان های اولیه را نشان داد که ما احساس کردیم باید نتایج آن را با استفاده از بهترین رصدخانه روی زمین آزمایش کنیم. زمان بسیار هیجان انگیزی بود که منجم رصدی باشیم و می ‌توانستیم وضعیت رصدهایی را که تلسکوپ فضایی جیمز وب در زمان واقعی آزمایش می ‌کند، ردیابی کنیم.

او افزود: ما در ابتدا نگران تغییر جزئی موقعیت بین خط انتشار اکسیژن شناسایی شده و کهکشان مشاهده شده توسط وب بودیم، اما آزمایشات دقیقی را روی مشاهدات انجام دادیم تا تأیید کنیم که این یک تشخیص قوی است که توضیح آن از طریق هر تشخیص دیگری بسیار دشوار خواهد بود.

خورخه زاوالا (Jorge Zavala) یکی دیگر از پژوهشگران از رصدخانه ملی نجوم ژاپن می ‌افزاید: انتشار خط روشن نشان می ‌دهد که این کهکشان به سرعت مخازن گاز خود را با عناصری سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم غنی ‌سازی کرده است. این یافته به ما سرنخ هایی در مورد شکل گیری و تکامل نسل اول ستارگان و طول عمر آنها می دهد. جدایی کوچک بین گاز اکسیژن و گسیل ستارگان ممکن است نشان دهد که این کهکشان‌های اولیه از انفجارهایی می سوختند که گاز را از مرکز کهکشان به ناحیه اطراف کهکشان و حتی فراتر از آن منفجر می ‌کرد.

به گزارش سیناپرس، این مشاهدات عمیق شواهد محکمی از وجود کهکشان‌ها در چند صد میلیون سال اول پس از انفجار بزرگ ارائه کرده و نتایج شگفت‌انگیز رصدهای وب را تأیید می ‌کند. زاوالا در خاتمه می گوید: کار تلسکوپ جیمز وب به تازگی آغاز شده، اما ما در حال حاضر در حال تنظیم مدل های خود از نحوه شکل گیری کهکشان ها در کیهان اولیه برای مطابقت با این مشاهدات هستیم. قدرت ترکیبی وب و آرایه تلسکوپ رادیویی ALMA به ما اعتماد به نفس می دهد تا افق های کیهانی خود را هر چه بیشتر به طلوع کیهان نزدیک کنیم.

شرح کامل این پژوهش در آخرین شماره مجله تخصصی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.

مترجم:ندا اظهری

No tags for this post.