مجرة هادئة بخلاف ذلك في بدايات الكون تقذف الأشياء النجمية


باسادينا ، كاليفورنيا. – أعطت المحاذاة السماوية المحظوظة علماء الفلك نظرة نادرة على مجرة ​​في بدايات الكون تزرع محيطها بالعناصر اللازمة لتشكيل الأجيال اللاحقة من النجوم والمجرات.

نظرًا لأن المجرة البعيدة كانت بعد 700 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم ، فإن الغاز يتدفق على أطرافها. إنها أقدم مجرة ​​معروفةقال عالم الفلك هوليس أكينز في 14 يونيو خلال مؤتمر صحفي في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية ، إنه كان من الممكن أن يتطور إلى شيء مثل درب التبانة ، لإظهار مثل هذا السلوك المعقد.

قال أكينز ، طالب دراسات عليا قادم في جامعة تكساس في أوستن: “تخبرنا هذه النتائج أيضًا أن نشاط التدفق الخارجى يبدو أنه قادر على تشكيل تطور المجرات ، حتى في هذا الجزء المبكر جدًا من الكون”. هو وزملاؤه أيضا قدم النتائج التي توصلوا إليها 14 يونيو إلى arXiv.org.

المجرة المسماة A1689-zD1 ، تظهر في الضوء تم تكبيره بواسطة Abell 1689 ، وهو مجموعة مجرات كبيرة يمكن أن تنحني وتكثف ، أو عدسة الجاذبية، ضوء من أقدم مجرات الكون (SN: 2/13/08 ؛ SN: 10/6/15). بالمقارنة مع المجرات الأخرى المرصودة في الكون المبكر ، فإن A1689-zD1 لا ينتج الكثير من النجوم – فقط حوالي 30 شمس كل عام – مما يعني أن المجرة ليست مشرقة جدًا لتلسكوباتنا. لكن الكتلة المتداخلة زادت من ضوء A1689-zD1 بنحو 10 مرات.

درس أكينز وزملاؤه الضوء ذي العدسة باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / الفرعية ، أو ALMA ، وهي شبكة كبيرة من التلسكوبات الراديوية في تشيلي. قام الفريق برسم شدة خط طيفي معين للأكسجين ، ومقتفي للغاز المتأين الساخن ، وخط طيفي للكربون ، متتبع للغاز المحايد البارد. يظهر الغاز الساخن حيث توجد النجوم الساطعة ، لكن الغاز البارد يمتد أربعة أضعاف ، وهو ما لم يتوقعه الفريق.

“يجب أن تكون هناك آلية ما [to get] يخرج الكربون إلى الوسط المحيط بالمجرة ، “الفضاء خارج المجرة ، كما يقول أكينز.

فقط عدد قليل من السيناريوهات يمكن أن تفسر ذلك الغاز المتدفق. قال أكينز إنه ربما تندمج المجرات الصغيرة مع A1689-zD1 وتقذف الغازات إلى أماكن أبعد حيث تبرد. أو ربما تدفع الحرارة الناتجة عن تشكل النجوم الغاز إلى الخارج. سيكون الأخير مفاجأة بالنظر إلى المعدل المنخفض نسبيًا لتكوين النجوم في هذه المجرة. بينما رأى علماء الفلك غازًا متدفقًا في مجرات الكون المبكر الأخرى ، فإن تلك المجرات تعج بالنشاط ، بما في ذلك تحويل آلاف الكتل الشمسية من الغاز إلى نجوم سنويًا.

صورة راديو من Galaxy A169-zD1
المجرة A169-zD1 (في الصورة في موجات الراديو) موجودة في أول 700 مليون سنة من عمر الكون.ALMA / ESO و NAOJ و NRAO ؛ إتش أكينز / كلية جرينيل ؛ B. ساكستون / NRAO / AUI / NSF

استخدم الباحثون مرة أخرى بيانات ALMA لقياس حركات كل من الغازات المؤينة الباردة المحايدة والساخنة. قال أكينز في المؤتمر الصحفي إن الغاز الساخن أظهر حركة إجمالية أكبر من الغاز البارد ، مما يعني أنه يتم دفعه من مركز A1689-zD1 إلى مناطقه الخارجية.

على الرغم من المعدل المنخفض نسبيًا لتكوين النجوم في المجرة ، لا يزال أكينز وزملاؤه يعتقدون أن كتل النجوم التي يبلغ عددها 30 شمسيًا تسخن الغاز سنويًا بما يكفي لإخراجها من مركز المجرة. تشير الملاحظات إلى تدفق كميات أكبر من الغاز بشكل منظم ، مما يشير إلى التدفقات الخارجة ، لكن الباحثين يحللون حركة الغاز بمزيد من التفصيل ولا يمكنهم بعد استبعاد السيناريوهات البديلة.

وقال أكينز إنهم يعتقدون أنه عندما يتدفق الغاز الساخن ، فإنه يتمدد ويبرد في النهاية ، ولهذا السبب يرون الغاز الأكثر برودة يتدفق على حافة المجرة. هذا الغاز الغني بالعناصر الثقيلة يثري الوسط المحيطي وسيتم دمجه في النهاية في الأجيال اللاحقة من النجوم (SN: 6/17/15). بسبب قوة الجاذبية ، يسقط الغاز البارد ، الذي غالبًا ما يحتوي على عدد أقل من العناصر الثقيلة ، حول المجرة أيضًا نحو مركزها بحيث يمكن لـ A1689-zD1 الاستمرار في تكوين النجوم.

تُظهر ملاحظات A1689-zD1 أن تدفق الغاز هذا لا يحدث فقط في المجرات المتطرفة فائقة السطوع ، ولكن حتى في المجرات العادية في الكون المبكر. يقول أندرياس فيست ، عالم الفيزياء الفلكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، والذي لم يشارك في الدراسة: “إن معرفة كيفية عمل هذه الدورة يساعدنا على فهم كيفية تكوين هذه المجرات للنجوم ، وكيفية نموها”.

لم ينته علماء الفلك من التعرف على A1689-zD1 أيضًا. يقول فايسست: “إنه هدف رائع لمتابعة الملاحظات”. يخطط العديد من زملاء Akins لفعل ذلك تمامًا باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (SN: 10/6/21).



المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود