شكلت المجرات الضخمة في أوائل الكون نجومًا بمقطع أسرع بكثير مما هي عليه اليوم - مما يخلق ما يعادل ألف شمس جديدة سنويًا. وصل هذا المعدل إلى ذروته بعد 3 مليارات سنة بعد الانفجار العظيم ، وبحلول 6 مليار سنة ، خلقت المجرات معظم نجومها.
تظهر ملاحظات جديدة من تلسكوب هابل الفضائي أنه حتى المجرات القزمة - التجمعات الصغيرة منخفضة الكتلة التي تتكون من عدة مليارات من النجوم - تنتج النجوم بمعدل سريع ، تلعب دورًا أكبر مما كان متوقعًا في التاريخ المبكر للكون.
اليوم ، نميل إلى رؤية المجرات القزمة تتشبث بالمجرات الأكبر ، أو تغمر أحيانًا بداخلها ، بدلاً من تواجدها كمجموعات متوهجة من النجوم وحدها. لكن علماء الفلك يشتبهون في أن الأقزام في الكون المبكر يمكن أن تقلب النجوم بسرعة. المشكلة هي أن معظم الصور ليست حادة بما يكفي للكشف عن المجرات البعيدة البعيدة التي نحتاج إلى مراقبتها.
قال المؤلف الرئيسي حكيم عتيق من مدرسة الفنون التطبيقية الفدرالية في لوزان: "لقد اشتبهنا بالفعل في أن المجرات المتفجرة القزمة ستساهم في الموجة المبكرة من تكوين النجوم ، لكن هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من قياس التأثير الذي أحدثته بالفعل". (EPFL) في بيان صحفي. "يبدو أن لديهم دورًا مهمًا بشكل مدهش يلعبونه خلال الحقبة حيث شكل الكون معظم نجومه."
انحرفت الدراسات السابقة عن المجرات النجمية في الكون المبكر نحو المجرات الضخمة ، تاركين العدد الهائل من المجرات القزمة الموجودة في هذه الحقبة. لكن القدرات الحساسة للغاية لكاميرا Hubble's Wide Field 3 سمحت الآن لعلماء الفلك بالتحديق في المجرات القزمة منخفضة الكتلة في الكون البعيد.
نظر Atek وزملاؤه في 1000 مجرة من حوالي ثلاثة مليارات سنة إلى 10 مليار سنة بعد الانفجار العظيم. حفروا من خلال بياناتهم ، بحثًا عن خط ألفا H: خط طيفي مرئي أحمر غامق ، والذي يحدث عندما ينخفض إلكترون الهيدروجين من أدنى مستوى للطاقة له من الثالث إلى الثاني.
في مناطق تكوين النجوم ، يتأين الغاز المحيط باستمرار بإشعاع النجوم المشكلة حديثًا. بمجرد تأين الغاز ، يمكن أن تتجمع النواة والإلكترون المُزال لتشكيل ذرة هيدروجين جديدة مع الإلكترون عادة في حالة طاقة أعلى. هذا الإلكترون سيعود بعد ذلك إلى الحالة الأرضية ، وهي عملية تنتج انبعاث ألفا H حوالي نصف الوقت.
لذا فإن خط H-alpha هو مسبار فعال لتشكيل النجوم وسطوع خط H-alpha (وهو أسهل بكثير في الكشف عنه من السلسلة الباهتة ، غير المرئية تقريبًا) هو مسبار فعال لمعدل تكوين النجوم. من هذا الخط المفرد ، وجد Attek وزملاؤه أن معدل تشغيل النجوم في الأقزام المبكرة مرتفع بشكل مدهش.
قال المؤلف المشارك جان بول: "تشكل هذه المجرات نجومًا بسرعة كبيرة بحيث يمكنها بالفعل مضاعفة كتلتها الكاملة من النجوم في 150 مليون سنة فقط - وهذا النوع من الكسب في الكتلة النجمية يستغرق معظم المجرات الطبيعية 1-3 مليار سنة". Kneib ، أيضا من EPFL.
لا يعرف الفريق حتى الآن لماذا تنتج هذه المجرات الصغيرة مثل هذا العدد الهائل من النجوم. بشكل عام ، يُعتقد أن انفجارات تكوين النجوم تتبع أحداثًا فوضوية إلى حد ما مثل عمليات اندماج المجرات أو صدمة مستعر أعظم. ولكن من خلال الاستمرار في دراسة هذه المجرات القزمة ، يأمل الفلكيون في تسليط الضوء على تطور المجرة والمساعدة في رسم صورة متسقة للأحداث في أوائل الكون.
نُشرت الورقة اليوم في مجلة الفيزياء الفلكية ويمكن الاطلاع عليها هنا. أحدث Hubblecast (أدناه) يغطي أيضًا هذه النتيجة المثيرة.
