مركز مجرتنا درب التبانة. اضغط للتكبير
يدرس علماء الفلك "مجرات الأشعة تحت الحمراء المضيئة" القريبة للحصول على فكرة أفضل عما قد تبدو عليه المجرات البعيدة للغاية. بعض هذه المجرات هي 1/50 حجم درب التبانة (2000 سنة ضوئية عبر) ، لكن لديهم نفس الكمية من الغاز. يتسبب هذا الغاز المعبأ بإحكام في تكوين نجم ثابت تقريبًا ، ويغذي الثقوب السوداء الهائلة. ربما هذا هو ما بدا عليه الكون المبكر.
إذا لم تتمكن من السفر إلى رمال شاطئ ويكيكي الخلابة ، يمكنك دائمًا القيام بالشيء الأفضل التالي وزيارة الشاطئ المحلي. ستحصل كل من "النقاط الساخنة" على الكثير من أشعة الشمس.
يستخدم الفلكيون تكتيكًا مشابهًا لمشاهدة المعالم السياحية ، ويدرسون المجرات المتطرفة القريبة المعروفة باسم "المجرات تحت الحمراء المضيئة" للتعرف على نظرائهم البعيدين في الكون المبكر. وجدت عالمة الفلك كريستين ويلسون (مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية / جامعة ماكماستر) وزملاؤها بعض القواسم المشتركة المدهشة بين هذه المجرات المتطرفة وأبناء عمومتها مثل درب التبانة.
قال ويلسون: "هذه المجرات غير عادية في بعض النواحي ، لكنها طبيعية بشكل مدهش في نواحٍ أخرى". "إنهم مثل سيكويا عملاقة - تبدو مذهلة ، لكنها تنمو من نفس الأوساخ مثل شجرتك الأساسية."
قدمت ويلسون النتائج التي توصل إليها فريقها اليوم في مؤتمر صحفي في الاجتماع الـ 208 للجمعية الفلكية الأمريكية.
مجرات الأشعة تحت الحمراء المضيئة والضيقة هي جزر من النجوم والغبار الذي ينبعث منه الغالبية العظمى (90-99 في المائة) من الضوء عند أطوال موجية طويلة تحت الحمراء. تظهر جميع الأمثلة المعروفة أدلة على تفاعلات المجرات وعمليات الاندماج التي تحركها. يتصادم الغاز والغبار معًا في مراكز هذه المجرات ، مما يؤدي إلى اندفاعات هائلة من تكوين النجوم أو تغذية الثقوب السوداء المركزية العملاقة.
قال ويلسون: "كل ما يحدث في هذه المجرات يحدث في مراكزها".
كانت التفاعلات المماثلة أكثر شيوعًا في الكون المبكر عندما كانت المجرات أقرب إلى بعضها البعض. كشفت الملاحظات عن العديد من الأمثلة على المجرات المتطرفة على مسافات تتراوح بين 8 و 10 مليار سنة ضوئية. في هذه المسافات الكبيرة ، الدراسة التفصيلية صعبة مع الأدوات الحالية ، وبالتالي اهتمام الفلكيين بنظرائهم القريبين.
للتحقيق في هذه "النقاط الساخنة" في المجرة ، استخدمت ويلسون وزملاؤها صفيف سميثسونيان الصغير. كانت الدقة المكانية العالية للمصفوفة حاسمة بالنسبة لهذه الدراسة ، مما سمح للفريق باستكشاف مراكز المجرات حيث يتم معظم تكوين النجوم.
وأوضح ويلسون: "تحتوي بعض هذه المجرات على قدر كبير من الغاز مثل درب التبانة المحشور في منطقة يبلغ طولها 2000 سنة ضوئية فقط - حجم خمسين مجرتنا (1/50)."
حوالي ثلاثة أرباع الوقت ، أن قوى الغاز تنفجر من تشكيل النجوم. في حالات أخرى ، يقوم الغاز بتغذية الثقب الأسود العملاق. في كلتا الحالتين ، يتم ضخ الكثير من الطاقة في الأشعة تحت الحمراء.
حددت ويلسون وزملاؤها إجمالي كميات الغاز والغبار داخل كل واحدة من أكثر خمس مجرات مضيفة درسوها. قاموا بتقسيم الرقمين لحساب نسبة الغاز إلى الغبار.
عادةً ما تحتوي المجرات مثل درب التبانة على غاز أكثر بحوالي 100 مرة من الغبار. من المدهش أن المجرات تحت الحمراء المتطرفة أظهرت قيمًا متشابهة.
قال ويلسون ، "نظرًا لبيئتهم غير العادية ، لست متأكدًا من أنني كنت أتوقع رؤية نسبة الغاز الطبيعي إلى الغبار". "حقيقة أننا نرى قيمة طبيعية لا تشير فقط إلى أن حسابات الكتلة لدينا صحيحة ، ولكن أيضًا إلى أن هذه المجرات تشبه مجرتنا أكثر مما توقعنا".
تظهر المجرات تحت الحمراء المضيئة أيضًا بعض الاختلافات المثيرة للاهتمام من أبناء عمومتهم في أوائل الكون. على سبيل المثال ، عادةً ما تكون المجرات البعيدة أكثر سطوعًا بعشر مرات في الانبعاثات الجزيئية ، مما يشير إلى أنها تحتوي على المزيد من الغازات. يميل هذا الغاز أيضًا إلى التحرك بشكل أسرع ، مما يوفر دليلاً على أن المجرات أكثر كتلة. والأكثر إثارة للاهتمام هو أن المجرات المتطرفة البعيدة تبدو أكبر حجمًا ، مما يشير إلى أن كثافة الغاز قد تكون أقل في هذه المجرات البعيدة على الرغم من الكمية الإجمالية الأكبر من الغازات.
سيركز العمل المستقبلي الذي قامت به ويلسون وفريقها على تحديد كيفية تغير خصائص المجرة مع تقدم التفاعلات وعمليات الاندماج بمرور الوقت.
يقع مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، الذي يقع مقره في كامبريدج ، ماساتشوستس ، وهو تعاون مشترك بين مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ومرصد كلية هارفارد. يدرس علماء CfA ، في ستة أقسام بحثية ، أصل الكون وتطوره ومصيره النهائي.
المصدر الأصلي: بيان صحفي CfA
