اشتعلت الصغار الخانق - على الغاز

المجرات منذ زمن طويل كانت خصبة جدا. أنجبوا النجوم بمعدل عشرة أضعاف ما نراه اليوم.

لماذا ا؟ هل كان هناك المزيد من الأشياء في ذلك الوقت لتصنع النجوم؟ أم كانت المجرات في ذلك الوقت أكثر كفاءة في صناعة النجوم؟ أو أي شيء آخر؟؟

قادت الدكتورة ليندا تاكوني ، من معهد ماكس بلانك الألماني للخارج فيزيك ، فريقًا دوليًا من علماء الفلك لمعرفة السبب ... ويبدو أن الجواب هو أن المجرات الصغيرة محشوة في الخياشيم بالغاز.

قال الدكتور تاكوني: "لقد تمكنا ، للمرة الأولى ، من اكتشاف وتصوير الغاز الجزيئي البارد في المجرات الطبيعية التي تشكل النجوم ، والتي تمثل مجموعات المجرات الضخمة النموذجية بعد وقت قصير من الانفجار العظيم".

تعطي الملاحظات الصعبة لمحة أولية عن كيف بدت المجرات ، أو بشكل أكثر دقة الغاز البارد في هذه المجرات ، بعد 3 إلى 5 مليار سنة فقط من الانفجار العظيم (ما يعادل الانزياح الأحمر الكوني z ~ 2 إلى z ~ 1). في هذا العمر ، يبدو أن المجرات قد شكلت نجومًا بشكل أو بآخر بشكل مستمر مع ما لا يقل عن عشرة أضعاف المعدل الذي شوهد في أنظمة الكتلة المماثلة في الكون المحلي.

من المعروف الآن بشكل معقول أن المجرات التي تتكون من مجرات أولية ، والتي تشكلت في الكثافة المحلية المفرطة ، التي تهيمن عليها المادة المظلمة الباردة - هالات المادة المظلمة - حيث يجمع الهيدروجين والهليوم المبردان ويبردان. من خلال التصادمات والاندماجات ، وبعض تراكم الغاز المستمر ، شكلت المجرات الأولية مجرات شابة ، بعد بضعة مليارات من السنين من الانفجار العظيم - في تكوين هرمي قصير.

تلعب الملاحظات التفصيلية للغاز البارد وتوزيعه وديناميكياته دورًا رئيسيًا في فصل الآليات المعقدة المسؤولة عن تحويل المجرات الأولية الأولى إلى مجرات حديثة ، مثل مجرة ​​درب التبانة. أسفرت دراسة رئيسية للمجرات البعيدة والمضيئة التي تشكّل المجرات في مقياس التداخل في مليمتر Plateau de Bure عن اختراق من خلال إلقاء نظرة مباشرة على تكوين النجوم "طعام". استفادت الدراسة من التطورات الأخيرة الرئيسية في حساسية مقاييس الإشعاع في المرصد لإجراء أول مسح منهجي لخصائص الغاز البارد (التي يتم تتبعها بواسطة خط دوران لجزيء أول أكسيد الكربون) في المجرات الضخمة العادية عندما كان الكون 40٪ ( z = 1.2) و 24٪ (z = 2.3) من عمره الحالي. اقتصرت الملاحظات السابقة إلى حد كبير على الأجسام النادرة والمضيئة للغاية ، بما في ذلك اندماج المجرات والكوازارات. وبدلاً من ذلك ، تتعقب الدراسة الجديدة المجرات الضخمة التي تشكل النجوم والتي تمثل مجموعة المجرات "العادية" ومتوسط ​​تعدادها في هذه الكتلة ونطاق الانزياح الأحمر.

يقول الدكتور تاكوني: "عندما بدأنا البرنامج قبل حوالي عام ، لم نكن متأكدين من أننا حتى سنكتشف أي شيء. لكن الملاحظات كانت ناجحة خارج آمالنا الأكثر تفاؤلاً. لقد تمكنا من إثبات أن المجرات الطبيعية الضخمة عند z ~ 1.2 و z ~ 2.3 كان لديها غاز من خمس إلى عشر مرات أكثر مما نراه في الكون المحلي. وبالنظر إلى أن هذه المجرات كانت تشكل غازًا بمعدل مرتفع على مدى فترات طويلة من الزمن ، فإن هذا يعني أن الغاز يجب أن يتم تجديده باستمرار من خلال تراكم هالات المادة المظلمة ، باتفاق ممتاز مع العمل النظري الأخير ".

نتيجة مهمة أخرى لهذه الملاحظات هي الصور الأولى المكانية التي تم حلها لتوزيع الغاز البارد والحركات في العديد من المجرات. يقول بيير كوكس ، مدير IRAM: "فتح هذا الاستطلاع الباب أمام طريق جديد تمامًا لدراسة تطور المجرات". "هذا مثير حقًا وهناك المزيد في المستقبل."

يقول أندرياس بوركيرت ، المتخصص في تكوين النجوم وتطور المجرات في الامتياز الألماني: "توفر لنا هذه النتائج الرائعة أدلة وقيودًا مهمة للجيل التالي من النماذج النظرية التي سنستخدمها لدراسة المراحل الأولى من تطور المجرة بمزيد من التفصيل". الكون العنقودي. "في نهاية المطاف ، ستساعد هذه النتائج على فهم أصل وتطور درب التبانة."

حول الصورة EGS 1305123: صور بصرية وملليمترية حلها مكانيًا لمجرة ضخمة نموذجية عند الانزياح الأحمر z = 1.1 (5.5 مليار سنة بعد الانفجار الكبير). تم التقاط الصورة اليسرى باستخدام تلسكوب هابل الفضائي في نطاقات V- و I- الضوئية ، كجزء من مسح AEGIS للمجرات البعيدة. الصورة اليمنى عبارة عن تراكب لانبعاث CO 3-2 تمت ملاحظته مع PdBI (ألوان حمراء / صفراء) متراكبة على الصورة I (رمادي). لأول مرة تظهر هذه الملاحظات بوضوح أن انبعاث الخط الجزيئي والضوء البصري من النجوم الضخمة يتتبعان قرصًا ضخمًا دوارًا قطره ~ 60،000 سنة ضوئية. هذا القرص مشابه في الحجم والبنية كما يظهر في المجرات القرصية z ~ 0 ، مثل درب التبانة. ومع ذلك ، فإن كتلة الغاز البارد الموجودة في هذا القرص هي حول حجم أكبر من المجرات النموذجية للقرص z ~ 0. هذا يفسر لماذا يمكن أن تتشكل المجرات عالية z بشكل مستمر بمعدل عشرة أضعاف معدل المجرات النموذجية z ~ 0.

المصادر: معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج الأرض ، Tacconi et al. (2010) ، Nature 463 ، 781 (preprint: arXiv: 1002.2149)