منذ حوالي 13.8 مليار سنة ، ولد كوننا في انفجار هائل أدى إلى ظهور الجسيمات دون الذرية الأولى وقوانين الفيزياء كما نعرفها.
بعد حوالي 370 ألف سنة ، تشكل الهيدروجين ، شريان الحياة للنجوم ، والذي يدمج الهيدروجين والهيليوم في الداخل لتكوين كل العناصر الأثقل. بينما يظل الهيدروجين العنصر الأكثر انتشارًا في الكون ، قد يكون من الصعب اكتشاف السحب الفردية لغاز الهيدروجين في الوسط النجمي (ISM).
هذا يجعل من الصعب العثور على المراحل الأولى من تكوين النجوم ، والتي من شأنها أن تقدم أدلة على تطور المجرات والكون.
فريق دولي بقيادة علماء الفلك من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA) لاحظت مؤخرًا وجود خيوط ضخمة من غاز الهيدروجين الذري في مجرتنا. هذا الهيكل ، المسمى “ماجيتقع على بعد حوالي 55000 سنة ضوئية (عبر مجرة درب التبانة) وهي واحدة من أطول الهياكل التي شوهدت على الإطلاق في مجرتنا.
(ESA / Gaia / DPAC / T. Müller / J. Syed / MPIA)
أعلاه: قسم درب التبانة ، كما تم قياسه بواسطة القمر الصناعي Gaia التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (أعلى). يُظهر المربع موقع خيوط “Maggie” والصورة الملونة الزائفة للتوزيع الذري للهيدروجين (أسفل) ، مع الخط الأحمر الذي يشير إلى خيوط “Maggie”.
الدراسة التي تصف النتائج التي توصلوا إليها ، والتي نُشرت مؤخرًا في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية، بقيادة جوناس سيد ، طالب دكتوراه في MPIA.
وانضم إليه باحثون من جامعة فيينا مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، و معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي (MPIFR) ، جامعة كالجاري ، جامعة هايدلبرغ ، مركز الفيزياء الفلكية وعلوم الكواكب، ال Argelander- معهد علم الفلكوالمعهد الهندي للعلوم ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا (JPL).
يعتمد البحث على البيانات التي حصل عليها HI / OH القراءة / خط إعادة تركيب درب التبانة (THOR) ، وهو برنامج مراقبة يعتمد على مجموعة كبيرة جدًا من Karl G. Jansky (VLA) في نيو مكسيكو.
باستخدام الهوائيات المكافئة لموجة السنتيمتر VLA ، يدرس هذا المشروع تكوين السحب الجزيئية ، وتحويل الهيدروجين الذري إلى الهيدروجين الجزيئي ، والمجال المغناطيسي للمجرة ، والقضايا الأخرى المتعلقة بـ ISM وتشكيل النجوم.
الهدف النهائي هو تحديد كيفية تقارب نظيري الهيدروجين الأكثر شيوعًا لإنشاء غيوم كثيفة ترتفع إلى نجوم جديدة. تشمل النظائر الهيدروجين الذري (H) ، المكون من بروتون ، وإلكترون ، ولا نيوترون ، والهيدروجين الجزيئي (H2) – أو الديوتيريوم – يتكون من بروتون ونيوترون وإلكترون.
تتكثف الأخيرة فقط في السحب المدمجة نسبيًا والتي ستطور مناطق متجمدة حيث ستظهر نجوم جديدة في النهاية.
https://www.youtube.com/watch؟v=sLX7HNclaFA
لا تزال عملية الانتقال من الهيدروجين الذري إلى الهيدروجين الجزيئي غير معروفة إلى حد كبير ، مما جعل هذا الخيط الطويل للغاية اكتشافًا مثيرًا بشكل خاص.
بينما يبلغ طول أكبر سحب الغاز الجزيئي المعروفة حوالي 800 سنة ضوئية ، يبلغ طول ماجي 3900 سنة ضوئية وعرضها 130 سنة ضوئية. كما أوضح سيد في MPIA الأخير بيان صحفي:
“لقد ساهم موقع هذا الخيط في هذا النجاح. لا نعرف بعد بالضبط كيف وصل إلى هناك. لكن الخيط يمتد حوالي 1600 سنة ضوئية أسفل مستوى مجرة درب التبانة. وقد ساعدتنا الملاحظات أيضًا. سمحت لنا بتحديد سرعة غاز الهيدروجين. سمح لنا ذلك بإظهار أن السرعات على طول الفتيل بالكاد تختلف “.
أظهر تحليل الفريق أن المادة الموجودة في الخيوط يبلغ متوسط سرعتها 54 كم / ثانية-1، والتي حددوها بشكل أساسي عن طريق قياسها بالنسبة لدوران قرص مجرة درب التبانة. وهذا يعني أن الإشعاع يبلغ طوله الموجي 21 سم (ويعرف أيضًا باسم “خط الهيدروجين“) كان مرئيًا على الخلفية الكونية ، مما يجعل البنية قابلة للتمييز.
قال Henrik Beuther ، مدير THOR والمؤلف المشارك للدراسة: “سمحت لنا الملاحظات أيضًا بتحديد سرعة غاز الهيدروجين”. “سمح لنا ذلك بإظهار أن السرعات على طول الفتيل بالكاد تختلف.”
من هناك ، خلص الباحثون إلى أن ماجي هي بنية متماسكة. أكدت هذه النتائج الملاحظات التي أجراها قبل عام خوان دي سولير ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة فيينا والمؤلف المشارك للمقال.
عندما لاحظ الخيط ، أطلق عليه اسم أطول نهر في موطنه كولومبيا: نهر ريو ماجدالينا (بالإنجليزية: Margaret ، أو “Maggie”). بينما كان يمكن التعرف على Maggie في تقييم Soler السابق لبيانات THOR ، أثبتت الدراسة الحالية فقط بما لا يدع مجالاً للشك أن هذا هيكل متماسك.
بناءً على البيانات المنشورة سابقًا ، قدر الفريق أيضًا أن ماجي تحتوي على 8 في المائة من الهيدروجين الجزيئي عن طريق كسر الكتلة.
عند الفحص الدقيق ، لاحظ الفريق أن الغاز يتقارب عند نقاط مختلفة على طول الفتيل ، مما دفعهم إلى استنتاج أن غاز الهيدروجين يتراكم في السحب الكبيرة في هذه الأماكن. كما توقعوا أن الغاز الذري سوف يتكثف تدريجياً في شكل جزيئي في هذه البيئات.
وأضاف سيد: “ومع ذلك ، تظل العديد من الأسئلة دون إجابة”. “البيانات الإضافية ، التي نأمل أن تعطينا المزيد من القرائن حول جزء الغاز الجزيئي ، تنتظر بالفعل تحليلها”.
لحسن الحظ ، سيتم تشغيل العديد من المراصد الفضائية والأرضية قريبًا ، وهي تلسكوبات سيتم تجهيزها لدراسة هذه الخيوط في المستقبل. وتشمل هذه تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) واستطلاعات الرأي الإذاعية مثل طاولة كيلومتر مربع (SKA) ، والذي سيسمح لنا بتصور الفترة الأولى من الكون (“الفجر الكوني“) وأول النجوم في عالمنا.
تم نشر هذه المقالة في الأصل من قبل الكون اليوم. اقرأها المقالة الأصلية.
