الهيدروجين عنصر أساسي في الكون. سواء تم تجريده من النواة المشحونة أو مكدسًا في جزيء ، فإن طبيعة وجوده يمكن أن تخبرك كثيرًا عن خصائص الكون في أكبر المقاييس.
لهذا السبب ، يهتم علماء الفلك كثيرًا باكتشاف الإشارات من هذا العنصر أينما وجد.
الآن ، تم قياس بصمة الضوء للهيدروجين الذري غير المشحون بعيدًا عن الأرض أكثر من أي وقت مضى ، بهامش ما. التقط تلسكوب راديو VHF العملاق (GMRT) في الهند إشارة بامتداد بعد فوات الأوان – الوقت بين انبعاث الضوء واكتشافه – 8.8 مليار سنة.
يمنحنا هذا نظرة ثاقبة مثيرة لبعض اللحظات الأولى للكون ، والتي يقدر عمرها حاليًا بحوالي 13.8 مليار سنة.
“المجرة تصدر أنواعًا مختلفة من إشارات الراديو” ، يقول عالم الكونيات ارناب شاكرابورتيمن جامعة ماكجيل في كندا. “حتى الآن ، كان من الممكن فقط التقاط هذه الإشارة المعينة من مجرة قريبة ، مما يحد من معرفتنا بالمجرات الأقرب إلى الأرض.”
في هذه الحالة ، تكون الإشارة الراديوية المنبعثة من الهيدروجين الذري عبارة عن موجة ضوئية بطول 21 سم. الموجات الطويلة ليست نشطة للغاية والضوء ليس شديدًا ، مما يجعل من الصعب اكتشافه من مسافة بعيدة ؛ معهم وقت المراجعة من السجل السابق كان عمره 4.4 مليار سنة فقط.
نظرًا للمسافة الكبيرة التي تم قطعها قبل أن يتم اعتراضها بواسطة GMRT ، فقد تم تمديد خط النقل البالغ 21 سم عن طريق توسيع الفجوة إلى 48 سم ، وهي ظاهرة توصف بأنها التحول الأحمر نور.
استخدم الفريق عدسة الجاذبية لاكتشاف الإشارة التي تأتي من مجرة تشكل نجوم بعيدة تسمى SDSSJ0826 + 5630. عدسة الجاذبية هي المكان الذي يتم فيه تكبير الضوء لأنه يتبع الفضاء المنحني المحيط بجسم ضخم يقع بين تلسكوباتنا والمصدر الأصلي ، ويعمل بشكل فعال كعدسة ضخمة.
“في هذه الحالة بالذات ، تتشوه الإشارة بوجود جسم هائل آخر ، مجرة أخرى ، بين الهدف والمراقب” ، يقول عالم الفيزياء الفلكية نيروبام رويمن المعهد الهندي للعلوم.
“يؤدي هذا بشكل فعال إلى تكبير الإشارة بمعامل 30 ، مما يسمح للتلسكوب بالتقاطها.”
ستمنح نتائج هذه الدراسة علماء الفلك الأمل في أن يكونوا قادرين على إجراء ملاحظات أخرى مماثلة في المستقبل القريب: أصبحت المسافات وأوقات استعادة الأحداث السابقة التي كانت خارج الحدود معقولة الآن. إذا كانت النجوم محاذاة ، هذا هو.
يتشكل الهيدروجين الذري عندما يبدأ الغاز المتأين الساخن من محيط المجرة في السقوط على المجرة ، ويبرد على طول الطريق. في النهاية ، يتحول إلى هيدروجين جزيئي ، ثم إلى نجوم.
يمكن أن تعلمنا القدرة على النظر إلى هذا الوقت بعيدًا في الماضي المزيد عن تكوين مجرتنا المبكرة ، بالإضافة إلى توجيه علماء الفلك نحو فهم أفضل لكيفية تصرف الكون في أيامه الأولى.
هذه النتائج الأخيرة “ستفتح إمكانيات جديدة ومثيرة للتحقيق في التطور الكوني للغاز المحايد باستخدام التلسكوبات الراديوية منخفضة التردد الحالية والمستقبلية في المستقبل القريب ،” كتب الباحثون في مقالة منشورة.
تم نشر البحث في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
