تم الكشف عن علامات وجود الماء في مجرة تبعد 12.8 مليار سنة ضوئية عن الأرض ، وهي الأبعد ، ويقول علماء الفلك إنها المرة الأولى التي يتم اكتشافها على الإطلاق.
تم اكتشاف العديد من الجزيئات في SPT0311-58 ، مما يعني أن عمر الكون لا يتجاوز 780 مليون سنة.
باستخدام مصفوفة Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) في تشيلي ، اكتشف علماء الفلك في جامعة إلينوي في Urbana-Champaign أدلة على جزيئات الماء المكونة من ذرات الهيدروجين والأكسجين في المجرة القديمة.
تقول أن “الكون الجزيئي سار بسرعة كبيرة” ، منتقلًا من الهيليوم والهيدروجين أو هيدريد الهيليوم إلى التوليفات المعقدة بسرعة.
العناصر الأثقل من الهيليوم والهيدروجين مرتبطة ببعضها البعض في مركز النجم عند وصول عمره ، لذلك تشكلت النجوم الأولى في هذا البحث وماتت ، وشكل موتها جزيئات في غضون 800 مليون سنة.
أدى هذا إلى كل ما نعرفه اليوم ، بما في ذلك الأرض والشمس والنظام الشمسي والبشر.
تُظهر هذه الصور خطوطًا جزيئية وتسلسلات غبار موجودة في ملاحظات ALMA لمجرات ضخمة مبكرة تسمى SPT0311-58.
يتضمن البحث الجديد بعضًا من أكثر الدراسات شمولاً وتعقيدًا للغاز الجزيئي في بدايات الكون.
قال الفريق إن اكتشاف أدلة على جزيئات الماء حتى الآن في الماضي قد أعطى الفريق نظرة ثاقبة حول مدى سرعة تغير الكون.
كانت المنطقة التي تم اكتشاف الجزيئات فيها ، SPT0311-58 ، مكونة من مجرتين ، شوهدت لأول مرة في عام 2017 من قبل علماء ALMA.
تبعد مسافة 12.8 مليار سنة ضوئية عن الأرض ، مما يعني أن الضوء الذي نراه يأتي من آخر 12.8 مليار سنة ، وهي الفترة المعروفة باسم عصر التأين.
حدثت هذه الحقبة عندما كان الكون لا يتجاوز خمسة بالمائة من عمره الحالي ، عندما ولدت النجوم والمجرات الأولى.
في الضوء ، نرى مجرتين بدأتا في التقارب ، ومعدل تشكلهما السريع للنجوم يستهلك غازهما ، بحيث يشكلان في النهاية زوجًا من المجرات الإهليلجية الضخمة.
قال المؤلف الرئيسي سريفاني جاروكولا: “لقد استخدمنا ملاحظات ALMA عالية الدقة للغاز الجزيئي في زوج من المجرات تسمى SPT0311-58 لاكتشاف كل من جزيئات الماء وأول أكسيد الكربون في أكبر مجرتين”.
أوضح الفلكي والباحث الأساسي أن “الأكسجين والكربون ، على وجه الخصوص ، عنصران من الجيل الأول ، وفي الأشكال الجزيئية لأول أكسيد الكربون والماء ، فإنهما مهمان للحياة كما نعرفهما”.
SPT0311-58 هي حاليًا أكبر مجرة معروفة منذ أن كان الكون فتيًا ، وتحتوي على غبار وغازات أكثر من أي مجرة أخرى في وقت مبكر.
قال جاروكولا: “إنه يوفر فرصًا كبيرة لمراقبة العديد من الجزيئات ولفهم أفضل لكيفية تأثير هذه العناصر المكونة للحياة على تطور الكون المبكر”.
جزيء الماء هو ثالث أكثر الجزيئات وفرة في الكون بعد الهيدروجين وأول أكسيد الكربون ، وقد ربطت الدراسات السابقة للمجرات المحلية والمجرة المبكرة بين انبعاثات المياه وانبعاثات الأشعة تحت الحمراء بعيدًا عن الغبار.
تمتص الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن النجوم في المجرة الغبار وتعيد إصداره على شكل فوتونات الأشعة تحت الحمراء البعيدة.
إنه يحفز أيضًا جزيئات الماء ، مما يؤدي إلى انبعاثات مائية يمكن للعلماء مراقبتها. في هذه الحالة ، ساعدنا في الكشف عن انبعاثات المياه في هذه المجرة الضخمة.
يمكن استخدام هذا التلامس لتكوين الماء كمتتبع لتشكيل النجوم ، والذي يمكن بعد ذلك تطبيقه على المجرات على نطاق كوني.
التوهج الأزرق الساطع عبارة عن سلسلة متصلة مغبرة بخطوط جزيئية لـ H20 تم العثور عليها في المجرة منذ أقدم تاريخ للكون.
ستساعد دراسة المجرات الأولى التي تشكلت في الكون العلماء على فهم أفضل لأصلها وتطورها وتطورها – بالإضافة إلى ما أدى إليها ، بما في ذلك الأرض والنظام الشمسي بأكمله.
قال جاروكولا أن المجرات المبكرة شكلت نجومًا أسرع بآلاف المرات من مجرة درب التبانة.
من خلال دراسة محتوى الغاز والغبار لهذه المجرات المبكرة ، يخبروننا بخصائصها مثل عدد النجوم التي تشكلت ، ومعدل تحولها إلى نجوم غازية ، وكيف تتفاعل المجرات مع بعضها البعض ووسائط المجرات ، وما إلى ذلك. “.
وفقًا لـ Jarukula ، هناك الكثير لنتعلمه عن SPT0311-58 ومجرات الكون المبكر.
يوضح مفهوم هذا الفنان استمرارية الغبار والخطوط الجزيئية لأول أكسيد الكربون والماء الموجودة في زوج من المجرات تسمى SPT0311-58.
ومن بين الأسئلة التي يرغبون في الإجابة عليها ، “كيف تراكم الكثير من الغاز والغبار في الكون لتكوين النجوم والمجرات بهذه السرعة؟”
أوضح ياروكولا: “لفهم بنية الكون المبكر وتطوره بشكل أفضل ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث حول الأبراج التي تتكون منها هذه النجوم والنجوم المماثلة”.
قال جو بيس ، عالم الفلك ومدير مشروع ألما في مؤسسة العلوم الوطنية: “هذه النتيجة المذهلة ، التي تظهر قوة ألما ، تضيف إلى مجموعة الملاحظات المتطورة للكون المبكر”.
“هذه الجزيئات ، المهمة للحياة على الأرض ، تتشكل بسرعة كبيرة ، ومراقبتها تعطينا نظرة ثاقبة للعمليات الأساسية للكون ، والتي تختلف كثيرًا عما هي عليه اليوم.”
ما هي ألما؟
يقع Atacama في أعماق صحراء تشيلي ، وهو نطاق كبير من المليمترات ، أو ALMA ، في أحد أكثر الأماكن جفافاً على وجه الأرض.
على ارتفاع 16400 قدم ، أي ما يقرب من نصف ارتفاع الطائرة العملاقة وحوالي أربعة أضعاف ارتفاع بن نيفيس ، كان على العمال حمل خزانات الأكسجين لاستكمال بنائها.
تم إطلاقه في مارس 2013 ، وهو أقوى تلسكوب أرضي في العالم.
إنها الأعلى على كوكب الأرض وتكلف ما يقرب من مليار (1.2 مليار دولار) ، مما يجعلها واحدة من أغلىها.
يقع Atacama في أعماق صحراء تشيلي ، وهو نطاق كبير من المليمترات ، أو ALMA ، في أحد أكثر الأماكن جفافاً على وجه الأرض. تم إطلاقه في مارس 2013 ، وهو أقوى تلسكوب أرضي في العالم