الفجر الكوني: يأمل العلماء في العودة في الوقت المناسب لرؤية ولادة النجوم | الفلك

غالبًا ما يقال إن النظر من خلال التلسكوب يشبه النظر إلى الوراء بمرور الوقت لأنه سيستغرق ملايين السنين حتى يصل الضوء إلى الأرض من الأجسام الكونية البعيدة. لقد قدر العلماء الآن أنه يمكنهم النظر إلى الوراء لفترة كافية لمراقبة ولادة النجوم الأولى – قد تكون الصور الأولى متاحة في وقت مبكر من العام المقبل. كما يشيرون إلى وقت وقوع هذا الحدث المهم.

مراقبة اللحظة التي غمر فيها الكون بالضوء لأول مرة ، يعتبر الفجر الكوني مهمة مهمة في علم الفلك.

قال ريتشارد إليس ، الأستاذ الجامعي في جامعة لندن والذي شارك في البحث: “العناصر الكيميائية التي تتكون منها أنت وأنا كلها مدمجة في النجوم ، لذا بطريقة ما ، الفجر الكوني هو ميلادنا”. “إنه ليس فقط الكأس المقدسة لعلماء الفلك للتنبؤ بموعد حدوث ذلك ، ولكن ليشهدوه بالفعل.”

يُعتقد أن الكون قد بدأ مع الانفجار العظيم قبل 13.8 مليار سنة ، ولكن خلال المئات من ملايين السنين الأولى كان توسعًا مظلمًا وخالٍ من النجوم لغاز الهيدروجين مع الإشعاع المعروف باسم الخلفية الكونية الميكروية. تدريجيًا ، بدأت سحب غاز الهيدروجين في التسخين معًا تحت تأثير قوة الجاذبية ، حتى تصل في النهاية إلى درجة حرارة مساوية لمركز الشمس ، حيث يمكن أن يحدث الاندماج النووي. هكذا ولدت النجوم الأولى.

الكشف المباشر عن هذه الظاهرة خارج نطاق تلسكوباتنا الحالية ، لكن هذا ممكن مع الإطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي، المجدولة في تشرين الثاني (نوفمبر). قال إليس: “لقد توقعنا من قياساتنا أن هذا القياس سيكون حساسًا لرؤية الفجر ، والذي قد يكون أوائل العام المقبل”.

ومع ذلك ، للوصول إلى هؤلاء الفلكيين ، يجب على المرء أولاً أن يعرف أين يبحث. استخدم إليس ، مع باحث دولي ، صورًا من تلسكوبات هابل وسبيتزر لدراسة ست مجرات بعيدة أخذنا ضوءها للوصول إلى معظم حياة الكون.

سيؤدي القيام بذلك إلى دفع قدرات هذه التلسكوبات إلى أقصى حدودها ، ولكن من خلال دمج هذه الصور مع القياسات الطيفية من التلسكوبات الأرضية القوية – نطاق Atacama Large Millimeter Range (ألما) وأكبر تلسكوب في أوروبا في تشيلي ، و Gemini South ومنظار ثنائي العينين مناظير في جنوب هاواي لقد حسبوا أنه قبل 13 مليار سنة ، كان يعادل النظر إلى الوراء “عندما كان عمر الكون 550 مترًا فقط”.

من خلال تحليل الضوء النجمي من هذه المجرات ، تمكن علماء الفلك من حساب عمر النجوم داخل تلك المجرات من خلال النظر إلى توقيع الهيدروجين الذي من شأنه أن يساعد في تحديد تاريخ النجوم. “تُظهر ملاحظاتنا أنها حدثت بين 250 و 350 مترًا من بداية الكون ، وبحلول الوقت الذي تشكلت فيه ، كانت ساطعة بدرجة كافية لتبدو مثل المجرات التي درسناها. تلسكوب جيمس ويب الفضائيقال الدكتور نيكولا لابورت من جامعة كامبريدج.

البحث المنشور في الإعلانات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، ينص أيضًا على أن “تحول” هذه النجوم الأولى هو عملية تدريجية وليس اندفاعًا ضوئيًا واحدًا متكاملًا.

قال إليس: “وجدنا أن أعمار المجرات الست التي رأيناها كانت مختلفة قليلاً ، لذا لم تتغير كلها مرة واحدة”. “نحن الآن ننتظر بفارغ الصبر إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي. لديه سبعة أضعاف قدرة هابل على جمع الضوء ، ويتوسع أكثر في الأشعة تحت الحمراء ، وهو أمر مهم لمزيد من التراجع بمرور الوقت. “

التلسكوب الذي تقوده وكالة ناسا هو خليفة لمختبر هابل ، والذي يتضمن مختبرًا للأشعة تحت الحمراء وزجاجًا ضخمًا بعرض 6.5 متر ودرع شمس على شكل ماسي. بافتراض انتقال موقع الإطلاق إلى المشروع ، سيصبح مختبر الفضاء الأول الذي يخدم الآلاف من علماء الفلك حول العالم في العقد المقبل.

ومع ذلك ، فهذه مهمة محفوفة بالمخاطر للغاية لأنه يجب فتح الزجاج والألواح الشمسية للتلسكوب في الفضاء وإرسالها إلى مدار شمسي خلف القمر ، مما يعني أنه إذا حدث خطأ ما فمن غير المرجح إصلاحه. قال إليس: “ستكون قلوبنا في أفواهنا عندما يرتفع جيمس ويب لأن كل شيء يجب أن يعمل”.

بافتراض أن التلسكوب يمكنه مراقبته مباشرة ، فقد نحتاج أيضًا إلى خفض توقعاتنا لما سيبدو عليه الفجر الكوني. قال إليس: “إذا كنت هناك ، فإن الكثير من النجوم الصغيرة تتغير. في مسافة 100 متر ، سيتغير الكثير منها ، لذلك سيكون هذا حدثًا دراماتيكيًا” ، لمعرفة ما إذا كانت خالية من المكونات الكيميائية الثقيلة. تطابق نجم الجيل الأول. “

سينمائيا ، قد يكون هذا رد فعل. لكن كإنجاز علمي ، قد يكون هذا مهمًا.