العثور على 13 مجرة بعيدة في عينة من السماء. حقوق الصورة: ESO. اضغط للتكبير.
إنه أحد الأهداف الرئيسية لعلم الكونيات الرصدي لتتبع طريقة تشكل المجرات وتطورها ومقارنتها بالتنبؤات من النماذج النظرية. لذلك من الضروري أن نعرف بأكبر قدر ممكن من الدقة عدد المجرات الموجودة في الكون في فترات مختلفة.
هذا قول أسهل من القيام به. في الواقع ، إذا كان عد المجرات من الصور الفلكية العميقة أمرًا بسيطًا نسبيًا ، فإن قياس المسافة - وبالتالي ، فإن حقبة تاريخ الكون حيث نراه [1] - أكثر صعوبة. وهذا يتطلب أخذ طيف من المجرة وقياس انزياحها الأحمر [2].
ومع ذلك ، بالنسبة للمجرات الضعيفة - التي هي على الأرجح الأبعد وبالتالي الأقدم - يتطلب ذلك الكثير من الوقت في المراقبة على أكبر التلسكوبات. حتى الآن ، كان على علماء الفلك أن يختاروا أولاً بعناية المجرات عالية الانزياح المرشحة ، من أجل تقليل الوقت المستغرق في قياس المسافة. ولكن يبدو أن علماء الفلك كانوا حذرين للغاية في القيام بذلك ، وبالتالي كان لديهم صورة خاطئة عن عدد المجرات.
سيكون من الأفضل أن "تلاحظ" ببساطة في رقعة معينة من السماء أن جميع المجرات أكثر سطوعًا من حد معين. لكن النظر إلى شيء واحد في كل مرة يجعل مثل هذه الدراسة مستحيلة.
لمواجهة التحدي ، استخدم فريق من علماء الفلك الفرنسيين والإيطاليين [3] أكبر تلسكوب محتمل بأداة متخصصة للغاية وحساسة للغاية قادرة على مراقبة عدد كبير جدًا من الأشياء (الباهتة) في الكون البعيد في وقت واحد.
استخدم الفلكيون مطياف متعدد الأغراض (VIMOS) على Melipal ، وهو أحد المقاريب البالغ طولها 8.2 متر من مصفوفة التلسكوب الكبيرة جدًا التابعة لـ ESO. يمكن لـ VIMOS مراقبة أطياف حوالي 1000 مجرة في تعرض واحد ، والتي يمكن من خلالها قياس الانزياحات الحمراء ، وبالتالي المسافات. إن إمكانية مراقبة مجرتين في وقت واحد ستعادل استخدام تلسكوبين من وحدة VLT في وقت واحد. وهكذا تضاعف VIMOS بشكل فعال كفاءة VLT مئات المرات.
وهذا يجعل من الممكن إتمام الملاحظات في غضون ساعات قليلة والتي كانت ستستغرق شهورًا فقط قبل بضع سنوات. مع قدرات إنتاجية تصل إلى عشر مرات أكثر من الأدوات المنافسة ، يوفر VIMOS إمكانية إجراء تعداد غير متحيز للكون البعيد لأول مرة.
باستخدام الكفاءة العالية لأداة VIMOS ، شرع فريق الفلكيين في المسح العميق VIMOS VLT (VVDS) الذي يهدف إلى قياس الانزياح الأحمر لجميع المجرات أكثر إشراقًا من المقدار 24 في اللون الأحمر في بعض البقعة المختارة من السماء ، أي ، المجرات التي تصل إلى 16 مليون خافت أكثر مما يمكن أن تراه العين المجردة.
في عينة إجمالية من حوالي 8000 مجرة تم اختيارها فقط على أساس سطوعها الملاحظ في الضوء الأحمر ، تم اكتشاف ما يقرب من 1000 مجرة ساطعة وقوية تشكل النجوم في عصر يعود إلى 1500 إلى 4500 مليون سنة بعد الانفجار الكبير (الانزياح الأحمر بين 1.4 و 5) .
يقول أوليفييه لو فافر ، من مختبر لابستروفيزيك دي مرسيليا (فرنسا) والقائد المشارك لمشروع VVDS: "لمفاجأتنا" ، هذا أعلى بمرتين إلى ست مرات مما تم العثور عليه في الأعمال السابقة. لقد تم تفويت هذه المجرات لأن الاستطلاعات السابقة اختارت كائنات بطريقة أكثر تقييدًا مما فعلنا. وقد فعلوا ذلك لاستيعاب الكفاءة الأقل بكثير للجيل السابق من الأدوات ".
في حين أن الملاحظات والنماذج تشير باستمرار إلى أن الكون لم يشكل بعد العديد من النجوم في المليار سنة الأولى من الزمن الكوني ، فإن الاكتشاف الذي قام به العلماء يدعو إلى تغيير كبير في هذه الصورة.
من خلال الجمع بين أطياف جميع المجرات في نطاق انزياح أحمر معين (أي ينتمي إلى نفس الحقبة) ، يمكن لعلماء الفلك تقدير كمية النجوم المتكونة في هذه المجرات. وجدوا أن المجرات في الكون الصغير تتحول إلى نجوم بين 10 و 100 ضعف كتلة شمسنا في السنة.
يوضح جانباولو فيتولاني ، القائد المشارك الآخر لمشروع VVDS ، الذي يعمل في INAF-IRA في بولونيا (إيطاليا): "يشير هذا الاكتشاف إلى أن المجرات شكلت نجومًا في وقت مبكر من حياة الكون أكثر مما كان يُعتقد سابقًا". "سوف تتطلب هذه الملاحظات إعادة تقييم عميقة لنظرياتنا حول تكوين وتطور المجرات في الكون المتغير."
يبقى الآن على علماء الفلك أن يشرحوا كيف يمكن للمرء أن يخلق مثل هذا العدد الكبير من المجرات ، وينتج عددًا أكبر من النجوم أكثر مما كان يُفترض سابقًا ، في وقت كان فيه الكون حوالي 10-20 ٪ من عمره الحالي.
المصدر الأصلي: ESO News Release
