تلسکوپ وب نور “غیرممکن” را از طلوع زمان تشخیص می دهد

انتشار غیر منتظره و روشن از هیدروژن که اخترشناسان گرفتار شده است

در اوایل جهان ، این فضا با مه ضخیم گاز هیدروژن خنثی پر شده بود. اگرچه اولین ستاره ها و کهکشان ها از نور ماوراء بنفش قدرتمند ساطع می کردند ، اما بخش اعظم این نور توسط هیدروژن اطراف به دام افتاده است. تا صدها میلیون سال بعد این مه هنگامی که اتم های هیدروژن یونیزه می شوند ، به تدریج پاک می شوند و نور را برای سفر از طریق فضا آزاد می کنند.

اخترشناسان این دوره اساسی دوره مجدد را می نامند و هنوز هم برای درک چگونگی و زمان آشکار شدن کار می کنند. اکنون کهکشان اخیراً باز یک سرنخ غافلگیرکننده ارائه می دهد. معروف به Jades-GS-Z13-1 ، فقط 330 میلیون سال پس از آن وجود دارد انفجار بزرگ و تابش هیدروژن روشن را منتشر می کند. این نوع نور ، معروف به مسئله لیمان الفا ، باید توسط مه هیدروژن ضخیم که هنوز در آن زمان وجود داشت مسدود شود. این واقعیت که دیده می شود دانشمندان گیج کننده ای هستند که اکنون تجدید نظر می کنند که چگونه می توان جهان را پاک کرد.

تلسکوپ فضایی وب ، کهکشان را به طرز مرموزی در حال پاک کردن مه از یک جهان اولیه می بیند

با توجه به قابلیت های مادون قرمز قدرتمند ناساحرف تلسکوپ فضایی جیمز وبدانشمندان قادر به مطالعه برخی از اولیه ترین کهکشان های جهان هستند. در یک کشف شگفت آور ، یک تیم بین المللی از اخترشناسان انتشار هیدروژن روشن را از یک کهکشان پیدا کردند ، که بسیار زودتر از آنچه انتظار می رفت وجود دارد. یافته این است که سؤالات جدیدی در مورد چگونگی فرار نور از مه ضخیم هیدروژن خنثی که جهان اولیه را برآورده می کند ، فرار کند.

کشف یک کهکشان دوردست: Jades-GS-Z13-1

گلکسی به نام Jades-GS-Z13-1 در تصاویر ضبط شده توسط یک دوربین مادون قرمز در نزدیکی وب مشاهده شد (نیرکام) به عنوان بخشی از وب تلسکوپ فضایی جیمز پیشرفته Extragalactic Deep Extragalactic (نفرامین). به نظر می رسد که تنها 330 میلیون سال بعد از بیگ بنگ وجود داشته است. در ابتدا ، محققان با استفاده از روشنایی آن در فیلترهای مادون قرمز مختلف ، فاصله آن را بر اساس میزان نور کهکشان با گسترش فضا کشیده بودند.

داده های Nircam نشان دهنده تغییر قرمز 12.9 است. برای تأیید این مسافت بسیار دور ، تیمی به سرپرستی جوریس ویتستاک از دانشگاه کمبریج به همراه همکاران مرکز فضا سحر و دانشگاه کپنهاگ ، از طیف نگاری دقیق تر (NIRSPEC) برای مطالعه کهکشان با جزئیات بیشتر استفاده کردند.

انتشار هیدروژن غیر منتظره ستاره شناسان را مبهوت می کند

طیف حاصل جابجایی قرمز 13.0 را تأیید می کند. این برابر با کهکشان است ، تنها 330 میلیون سال پس از بیگ بنگ ، بخش کوچکی از عصر فعلی جهان 13.8 میلیارد سال مشاهده شد. اما یک ویژگی غیر منتظره وجود دارد: یک طول موج خاص و کاملاً روشن از نور ، معروف به انتشار گازهای گلخانه ای لیمان الفا ساطع شده توسط اتم های هیدروژن. این مسئله به مراتب قوی تر از آن بود که اخترشناسان در این مرحله اولیه در توسعه جهان امکان پذیر باشند.

روبرتو ماولینو ، عضو دانشگاه دانشگاه کمبریج و کالج دانشگاه لندن توضیح داد: “جهان اولیه در مه غلیظی از هیدروژن خنثی غرق شد.” “بیشتر این مه در فرآیند به نام Reying لغو شد ، که حدود یک میلیارد سال پس از بیگ بنگ به پایان رسید. GS-Z13-1 زمانی دیده می شود که جهان تنها 330 میلیون سال قدمت داشته است ، اما هنوز هم یک امضای شگفت آور آشکار از انتشار لیمن آلفا را نشان می دهد.

فرار نور در برابر شانس

قبل و در طول دوره مجدد ، مقادیر عظیمی از مه هیدروژن خنثی در اطراف کهکشان ها ، هرگونه نور ماوراء بنفش شدید را که ساطع می کردند ، مسدود کرد ، مشابه اثر فیلتر شیشه رنگی. تا زمانی که ستاره های کافی شکل نگرفتند و قادر به یونیزه کردن گاز هیدروژن نبودند ، چنین انتشار لیمان-آلفا با نور کم نور نمی تواند از این کهکشانهای تازه باز شده فرار کند تا به زمین برسد. بنابراین ، تأیید تابش لیمان الفا از این کهکشان از اهمیت زیادی برای درک ما از جهان اولیه برخوردار است.

تجدید نظر در تکامل کیهانی

کوین هاینلین ، عضو دانشگاه دانشگاه آریزونا ، می گوید: “ما با توجه به درک ما از نحوه تحول جهان ، واقعاً لازم نیست چنین کهکشان پیدا کنیم.” “ما می توانیم در مورد جهان اولیه به عنوان یک مه ضخیم فکر کنیم که پیدا کردن حتی چراغهای جلو قدرتمند را که نگاه می کند دشوار می کند ، اما در اینجا می بینیم که نور این کهکشان را که حجاب را سوراخ می کند ، می بینیم. این خط انتشار جذاب عواقب بزرگی برای چگونگی و زمان آن دارد.”

منشأ احتمالی سیگنال نور

منبع تابش Liman-Alpha از این کهکشان هنوز مشخص نیست ، اما ممکن است اولین نور از اولین نسل ستاره هایی را که در جهان شکل می گیرند ، شامل شود. Vitstock می گوید: “بالون هیدروژن بزرگ یونیزه شده در اطراف این کهکشان می تواند توسط جمعیت خاصی از ستاره ها ایجاد شود -بسیار عظیم ، داغ تر و ضعیف تر از ستاره هایی که در دوره های بعدی شکل گرفته و احتمالاً نماینده ستاره های نسل اول هستند.” یک هسته کهکشانی قدرتمند فعال به رهبری یکی از اولین سیاهچاله های فوق العاده فوق العاده گزینه دیگری است که توسط تیم مشخص شده است.

این مطالعه در تاریخ 26 مارس در مجله منتشر شد ذاتحرف

مرجع: “شاهد شروع رئنانیزاسیون از طریق Liman-es در Redshift 13” توسط جوریس ویتستوک ، پیتر جاکوبسن ، روبرتو میلینو ، جکوب م. هلتون ، بنیامین دی. جانسون ، برانت ای. رابرتسون رنزسک سمیت ، اندرو جی. بانکر ، آریوش آریباس ، ویلیام م. م. بایر ، راچانا Stefano Carniani, Stéphane Charlot, Jacop Curtis-Lake, Francesco d’Eugenio, Daniel J. Eisenstein, Kevin N. Hainline, Gareth C. Jones, Nimisha Kumari, Michael V. Maseda, Pablo G. Kristales Christopher of Wilmer, Chris Willot and Jonda Ju, March 26, 2025, ذاتحرف
doi: 10.1038/s41586-025-08779-5

تلسکوپ فضایی جیمز وب پیشرو رصدخانه علوم فضایی مبتنی بر فضایی در سراسر جهان است که برای کشف جهان با جزئیات بی سابقه طراحی شده است. با همکاری بین المللی بین ناسا آغاز شد ، آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) ، وب بینش جدیدی را در طیف گسترده ای از محدودیت های فضایی نشان می دهد. از مطالعه سیارات در منظومه شمسی ما گرفته تا مطالعه سیارات سیارات دور و از مطالعه بیشترین کهکشان ها تا حفاری ساختار و منشأ خود جهان ، وب درک ما از فضا و جایگاه ما را در آن تغییر می دهد.