استخدم علماء الفلك في المملكة المتحدة والولايات المتحدة تلسكوب سبيتزر الفضائي وتلسكوب هابل الفضائي للكشف عن الضوء القادم من النجوم الأولى التي تشكلت في بعض أبعد المجرات التي شوهدت حتى الآن. يتحدث يوم الأربعاء 6 أبريل في اجتماع RAS الوطني لعلم الفلك في برمنغهام ، سيناقش الدكتور أندرو بونكر (جامعة إكستر) أدلة جديدة على أن تكوين المجرات الأولى ربما يكون قد بدأ في وقت أبكر مما كان يعتقد سابقًا.
إن هذا العمل الرقابي باستخدام صور الأشعة تحت الحمراء من تلسكوب سبيتزر ضروري ، لأن التنبؤات النظرية لتاريخ تكوين النجوم في أوائل الكون غير مؤكدة إلى حد كبير. استخدم الفريق ، بقيادة بونكر وطالب الدراسات العليا لورانس إيليس (جامعة إكستر) ، بيانات تلسكوب هابل الفضائي لتحديد المجرات البعيدة التي كانت مناسبة لمزيد من الدراسة. ثم قاموا بتحليل الصور المؤرشفة التي تم التقاطها بأطوال موجية تحت الحمراء باستخدام NASAs Spitzer Space Telescope.
غطت هذه الصور ، التي تم الحصول عليها كجزء من مشروع المسح العميق لأصول المرصد العظيم (GOODS) وحقل Hubble Ultra Deep (UDF) ، جزءًا من السماء الجنوبية المعروفة باسم كوكبة Fornax (الفرن). شرحنا Bunker أننا استخدمنا الصور من حقل Hubble Ultra Deep لتحديد الأجسام التي يحتمل أن تكون مجرات 95 في المائة من الطريق عبر الكون المرئي. هذه الصور هي أكثر صورنا حساسية للكون حتى الآن ، ومكنتنا من اكتشاف أضعف الأشياء حتى الآن. تمتص السحب الغازية المتداخلة الضوء الذي ينبعث منه بأطوال موجية مرئية قبل وصوله إلى الأرض بوقت طويل ، ولكن لا يزال من الممكن الكشف عن ضوء الأشعة تحت الحمراء - وألوان الأشعة تحت الحمراء هي التي دفعت الباحثين إلى الاعتقاد بأنهم يقعون في مثل هذه المسافات الهائلة.
تم التأكيد على بعدهم الشديد من خلال تلسكوبات كيك 10 أمتار في هاواي ، أكبر التلسكوبات البصرية في العالم. وقالت الدكتورة إليزابيث ستانواي (جامعة ويسكونسن - ماديسون): لقد أثبتنا أن هذه المجرات هي بالفعل من بين أكثر البُعد المعروفة باستخدام تلسكوبات كيك لالتقاط الطيف.
أظهرت أطياف كيك أن المجرات لها انزياحات حمراء تبلغ حوالي 6 ، مما يعني أنها بعيدة جدًا بحيث يستغرق الضوء منها حوالي 13 مليار سنة للوصول إلينا. تظهر لهم التلسكوبات كما كانت عندما كان عمر الكون أقل من مليار سنة - ثمانية مليارات سنة قبل تشكل الأرض والشمس.
كانت الخطوة التالية هي معرفة المزيد عن النجوم داخل هذه المجرات البعيدة من خلال دراسة صور الأشعة تحت الحمراء الجديدة لهذه المنطقة من الفضاء التي التقطها سبيتزر. قال لورانس آيلز ، الذي درس صور سبيتزر ، إن صور هابل تخبرنا عن النجوم المولودة حديثًا ، لكن صور الأشعة تحت الحمراء الجديدة التي تم التقاطها باستخدام تلسكوب سبيتزر الفضائي تمنحنا معلومات إضافية حول الضوء القادم من النجوم القديمة داخل هذه المجرات البعيدة. هذه الأشياء كجزء من بحثه للحصول على دكتوراه في إكستر.
هذا مهم للغاية ، لأنه يخبرنا أن بعض هذه المجرات يبلغ عمرها 300 مليون سنة عندما يكون الكون صغيرًا جدًا. وقالت ميشيل دوهرتي (معهد علم الفلك ، كامبريدج) ، قد تكون هذه بعض المجرات الأولى التي ولدت. باستخدام صور سبيتزر ، تمكن الفريق من وزن النجوم في هذه المجرات بدراسة ضوء النجوم. قال الدكتور مارك إنه في بعض الحالات ، تكون هذه المجرات المبكرة ضخمة تقريبًا مثل المجرات التي نراها حولنا اليوم ، وهو أمر يثير الدهشة بعض الشيء عندما تكون النظرية أن المجرات تبدأ صغيرة وتنمو عن طريق الاصطدام والاندماج مع المجرات الأخرى. لاسي (مركز علوم سبيتزر).
اللغز الحقيقي هو أن هذه المجرات تبدو قديمة بالفعل عندما كان الكون حوالي 5 في المائة فقط من عمره الحالي ، وعلق البروفيسور ريتشارد إليس من كالتيك. وهذا يعني أن تكوين النجوم يجب أن يكون قد بدأ مبكرًا جدًا في تاريخ الكون - في وقت أبكر مما كان يعتقد سابقًا. كان من الممكن أن ينهي الضوء من هذه النجوم الأولى التي أشعلت العصور المظلمة للكون عند تشغيل المجرات لأول مرة. ومن المحتمل أيضًا أن يكون السبب في انفجار الغاز بين المجرات بواسطة ضوء النجوم - إعادة التأين التي تم الكشف عنها في الخلفية الميكروية الكونية بواسطة القمر الصناعي WMAP.
النتائج من WMAP و Hubble Ultra Deep Field تكمل العمل الجديد الذي قام به فريق Bunkers مع بيانات Spitzer. مجتمعة ، يقترحون أن العصور المظلمة انتهت في وقت ما بين 200 و 500 مليون سنة بعد الانفجار الكبير ، عندما ولدت النجوم الأولى.
وقد تم تقديم ورقة عن هذه النتائج للنشر في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
المصدر الأصلي: RAS News Release
