إذا كنت جالسًا في نيودلهي ، وترغب في أن تكون خبيرًا في الأشجار في مدغشقر ، فقد يكون من الجيد معرفة المزيد عن الأشجار في منطقتك المحلية لأن مدغشقر بعيدة جدًا. تمامًا مثل ذلك ، قام فريق دولي من علماء الفلك ببناء عينة من المجرات المحلية ، والتي يمكن دراستها بمزيد من التفصيل لفهم ملاحظات المجرات الأبعد بشكل أفضل.
في دراسة نشرت في سلسلة ملحق مجلة الفيزياء الفلكية، يوضح علماء الفلك كيف يرتبط الضوء الذي يترك مجرة بعيدة بخصائصها الفيزيائية باستخدام عينات من المزيد من المجرات القريبة.
دراسة المجرة مع ضوء لايمان ألفا
وفقًا لمعهد نيلز بور بجامعة كوبنهاغن ، فإن أحد أفضل الطرق لدراسة المجرات في بدايات الكون هو استخدام نوع من الضوء فوق البنفسجي يسمى “ليمان ألفا”. هذا نوع معين من الضوء ينبعث من الغاز حول النجوم الأكثر سخونة وهو مفيد بشكل خاص لمراقبة المجرات التي لديها معدل عالٍ من تكون النجوم.
ولكن على عكس العديد من أنواع الضوء الأخرى ، فإن الطول الموجي والاتجاه الدقيق الذي ينتقل فيه ضوء لايمان ألفا يعتمد على العديد من العمليات الفيزيائية داخل وخارج المجرات. لا ينتقل هذا النوع من الضوء في خط مستقيم فقط إلى التلسكوبات الخاصة بنا ، ولكنه يأخذ مسارًا معقدًا للخروج من المجرة حيث نشأت.
في طريقه عبر مجرة الأصل ، يسافر ضوء ألفا ليمان عبر مناطق ذات ظروف فيزيائية مختلفة. لا يؤثر هذا فقط على المسار الذي تسلكه جسيمات الضوء الفردية ، ولكنه يغير أيضًا طول الموجة. تمتص هذه الرحلة أيضًا كمية غير معروفة من الضوء.
ضوء ليمان ألفا ، وهو نوع من الضوء فوق البنفسجي ، مفيد بشكل خاص لدراسة المجرات في الكون المبكر. لكن الضوء عادة ما يأخذ مسارًا معقدًا من أصله إلى حيث نلاحظه ، مغيرين خصائصه. pic.twitter.com/AkB11xHbuI
– IE Science (iexpressscience) 11 مايو 2023
بعض هذه المناطق التي ينتقل الضوء خلالها أكثر سخونة من غيرها ، وبعضها أكثر غبارًا ، وبعضها به تدفقات قوية. تغير هذه الظروف الفيزيائية المختلفة خصائص الضوء بطرق مختلفة. نتيجة لذلك ، من الصعب جدًا تفسير ضوء ليمان ألفا الذي تتلقاه تلسكوباتنا.
ولكن في الوقت نفسه ، فإن تفسير هذا الضوء بشكل صحيح يمكن أن يساعدنا في فهم المزيد عن فيزياء المجرة وكيف تعمل.
يمكن أن يساعد التجسس على جيراننا
تصبح دراسة هذه المجرات البعيدة أمرًا صعبًا بشكل خاص عندما تفكر في حقيقة أنها باهتة وصغيرة جدًا من وجهة نظرنا. للتعويض عن ذلك ، بنى علماء الفلك عينة مرجعية من المجرات في محيطنا.
لا تزال هذه المجرات المرجعية على بعد مئات الملايين من السنين الضوئية لكنها لا تزال قريبة بما يكفي لدراستها بالتفصيل مع العديد من التلسكوبات حول العالم وفي الفضاء.
ساعدت هذه العينة المرجعية من المجرات في الكشف عن العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام للمجرات والتي تكون مفيدة للغاية عند مراقبة المجرات الأبعد. على سبيل المثال ، في الدراسة الأخيرة ، فهم الفلكيون مقدار الضوء ألفا ليمان الذي يهرب من المجرة وما إذا كان هذا يرتبط بالخصائص الفيزيائية للمجرة أم لا.
“من خلال الملاحظات الجديدة ، أنشأنا صلة بين مقدار هروب ألفا ليمان من المجرات ، والعديد من الخصائص الفيزيائية لهذه المجرات. على سبيل المثال ، هناك علاقة واضحة بين كمية الغبار الكوني التي تمتلكها المجرة ومقدار ما يخرجه ليمان من الغبار. كان هذا متوقعًا لأن الغبار يمتص الضوء ، لكننا الآن حددنا التأثير “، كما أوضح جينس ميليندر ، المؤلف الرئيسي لمقالة البحث ، في بيان صحفي.
وجد الباحثون أيضًا علاقة بين الضوء المنفلت والكتلة الإجمالية لجميع النجوم في المجرة.
ولكن الأهم من ذلك ، أن استخدام مثل هذه العينة المرجعية ألفا ليمان المأخوذة من جوار المجرة سيسمح لعلماء الفلك بفهم المجرات البعيدة المرصودة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي وهابل والمراصد الأخرى.
