كيف تخفي شيئًا كبيرًا ومشرقًا مثل المجرة؟ أنت تخنقها في الغبار الكوني. رأى تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا من خلال مثل هذا الغبار للكشف عن عدد مخفي من المجرات الساطعة البشعة على بعد حوالي 11 مليار سنة ضوئية.
هذه المجرات الغريبة هي من بين أكثر المجرات مضيئة في الكون ، حيث تشرق بضوء يعادل 10 تريليون شمس. لكنهم بعيدون جدًا ومغمورون جدًا في الغبار ، واستغرق الأمر أعين الأشعة تحت الحمراء شديدة الحساسية لإيجادهم.
قال الدكتور دان ويدمان من جامعة كورنيل ، إيثاكا ، نيويورك ، المؤلف المشارك للدراسة التي تصف بالتفصيل الاكتشاف ، الذي نشر في عدد اليوم من مجلة الفيزياء الفلكية ، "نحن نرى مجرات غير مرئية في الأساس". "أشارت بعثات الأشعة تحت الحمراء السابقة إلى وجود مجرات متربة مماثلة منذ أكثر من 20 عامًا ، لكن تلك المجرات كانت أقرب. كان علينا أن ننتظر سبيتزر لينظر بعيدًا بما يكفي في الكون البعيد للعثور عليه. "
من أين يأتي كل هذا الغبار؟ الجواب ليس واضحا تماما. تتسبب النجوم في انبعاث الغبار ، ولكن من غير المعروف كيف يتم رش الغبار في جميع أنحاء المجرات. لغز آخر هو السطوع الاستثنائي للمجرات. يتكهن علماء الفلك أن سلالة جديدة من أشباه النجوم المتربة بشكل غير عادي ، وهي الأجسام الأكثر إضاءة في الكون ، قد تكون كامنة في الداخل. تشبه النجوم الزائفة المصابيح الكهربائية العملاقة في مراكز المجرات ، التي تعمل بفتحات سوداء ضخمة.
يرغب علماء الفلك أيضًا في تحديد ما إذا كانت المجرات المتربة والمشرقة مثل هذه قد تطورت في النهاية إلى مجرات أكثر خفوتًا وأقل غموضًا مثل مجرتنا درب التبانة. "من المحتمل أن النجوم مثل شمسنا نشأت في أحياء أكثر غبارًا وإشراقًا ، لكننا لا نعرف حقًا. من خلال دراسة هذه المجرات ، سنحصل على فكرة أفضل عن تاريخ مجرتنا "، قال الدكتور جيمس هوك ، من كورنيل ، المؤلف الرئيسي للدراسة.
قام الفريق بقيادة كورنيل أولاً بفحص جزء من سماء الليل بحثًا عن علامات المجرات غير المرئية باستخدام أداة على سبيتزر تسمى مقياس التصوير متعدد النطاقات. ثم قارن الفريق آلاف المجرات التي شوهدت في بيانات الأشعة تحت الحمراء هذه بأعمق الصور الضوئية الأرضية المتاحة للمنطقة نفسها ، والتي حصل عليها المسح الوطني للمرصد الفلكي البصري الواسع النطاق. أدى هذا إلى تحديد 31 مجرة لا يمكن رؤيتها إلا بواسطة سبيتزر. قال الدكتور بويل جانوزي ، الباحث الرئيسي المشارك في المسح الميداني الواسع ، "لقد استغرقتنا هذه المنطقة الكبيرة عدة أشهر للمسح من الأرض ، لذا فإن المجرات المتربة التي اكتشفها سبيتزر هي حقًا إبر في كومة قش الكونية".
كشفت الملاحظات الإضافية باستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء Spitzer عن وجود غبار السيليكات في 17 من هذه المجرات البالغ عددها 31. حبيبات الغبار السليكاتية هي كتل بناء الكواكب مثل الرمل ، أصغر فقط. هذا هو أبعد وقت مضى تم اكتشاف غبار السيليكات حول المجرة. قال الدكتور توماس سويفر ، المؤلف المشارك في الدراسة ، مدير مركز سبيتزر للعلوم ، باسادينا ، كاليفورنيا: "إن العثور على غبار السليكات في هذه الحقبة المبكرة مهم لفهم متى نشأت أنظمة الكواكب مثل نظامنا في تطور المجرات". وأستاذ الفيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا أيضًا.
كما ساعد غبار السيليكات الفلكيين على تحديد مدى بعد المجرات عن الأرض. قال سويفر: "يمكننا تفتيت الضوء من مجرة بعيدة باستخدام مطياف ، ولكن فقط إذا رأينا توقيعًا يمكن التعرف عليه من معدن مثل السيليكات ، يمكننا تحديد المسافة إلى تلك المجرة".
في هذه الحالة ، يعود تاريخ المجرات إلى زمن كان فيه الكون يبلغ ثلاثة مليارات عام فقط ، أي أقل من ربع عمره الحالي الذي يبلغ 13.5 مليار سنة. تم الإشارة إلى المجرات المشابهة لتلك الموجودة في الغبار ، ولكنها أقرب بكثير إلى الأرض ، لأول مرة في عام 1983 عبر الملاحظات التي أجراها القمر الصناعي الفلكي المشترك بين ناسا والأوروبية تحت الحمراء. لاحقًا ، سجل مرصد الفضاء بالأشعة تحت الحمراء التابع لوكالة الفضاء الأوروبية كائنات قريبة قابلة للمقارنة. لقد استغرق الأمر حساسية سبيتزر المحسنة ، أكبر 100 مرة من المهمات السابقة ، للبحث أخيرًا عن المجرات المغبرة على مسافات بعيدة.
استخدم المسح الواسع النطاق للمرصد الوطني لعلم الفلك البصري تلسكوب المؤسسة الوطنية للعلوم الذي يبلغ طوله 4 أمتار (13 قدمًا) في مرصد كيت بيك الوطني ، الواقع جنوب غرب توكسون ، أريزونا.
يدير مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، باسادينا ، كاليفورنيا ، مهمة تلسكوب سبيتزر الفضائي لمديرية مهمة العلوم التابعة لناسا ، واشنطن العاصمة ، ويتم إجراء العمليات العلمية في مركز سبيتزر للعلوم. JPL هو قسم من Caltech. تم بناء مطياف الأشعة تحت الحمراء من قبل شركة Ball Aerospace Corporation و Boulder و Colo و Cornell ؛ قاد تطويرها هوك. تم بناء مضواء التصوير متعدد النطاقات من قبل شركة Ball Aerospace Corporation ، وجامعة أريزونا ، وتوكسون ، أريزونا ، وبوينغ أمريكا الشمالية ، كانوجا بارك ، كاليفورنيا ؛ قاد تطويره الدكتور جورج ريك من جامعة أريزونا.
كان القمر الصناعي الفلكي بالأشعة تحت الحمراء جهداً مشتركاً بين وكالة ناسا ، ومجلس أبحاث العلوم والهندسة ، والمملكة المتحدة ، والوكالة الهولندية لبرامج الفضاء ، هولندا.
تتوفر تصورات الفنان وصوره ومعلومات إضافية حول تلسكوب سبيتزر الفضائي على http://www.spitzer.caltech.edu.
المصدر الأصلي: نشرة أخبار سبيتزر
