کیهان بسیار اولیه مکانی تاریک بود. پر از هیدروژن مسدود کننده نور بود و هیچ چیز دیگری.
تا زمانی که اولین ستارگان روشن شدند و شروع به روشن کردن محیط اطراف خود با اشعه UV کردند، نور شروع به سلطنت کرد. این در دوران یونیزه شدن مجدد اتفاق افتاد.
اما قبل از اینکه جهان به خوبی روشن شود، یک نوع خاص و مرموز از نور تاریکی را درنوردید: انتشار لیمن-آلفا.
اگرچه جهان اولیه برای عبور نور از گاز مات حاکم بر آن بسیار تاریک بود، ستاره شناسان هنوز برخی از خطوط لیمان-آلفا را قبل از ظهور نورها در عصر یونیزه شدن شناسایی کردند.
اهل کجایی؟ این یک سوال مهم بدون پاسخ است که بسیاری به آن فکر کرده اند.
انتشارات Lyman-alpha در محدوده UV ظاهر می‌شود و از اتم‌های هیدروژن می‌آید که الکترون‌های آنها به یک حالت انرژی خاص منتقل می‌شوند. خطوط طیفی لیمان-آلفا بخشی از چیزی است که ستاره شناسان آن را جنگل لیمان-آلفا می نامند.
جنگل مجموعه ای از خطوط جذبی است که از هیدروژن در اجرام نجومی دور به وجود می آیند. همانطور که نور آنها از ابرهای گازی با جابجایی های مختلف به سرخ عبور می کند، ایجاد می کند جنگلی از خطوط لیمان-آلفا.
نویسندگان برخی از تحقیقات جدید می نویسند: «ارائه توضیحی برای تشخیص شگفت انگیز Lyman-alpha در این کهکشان های اولیه یک چالش بزرگ برای تحقیقات برون کهکشانی است.
این مطالعه در منتشر شد نجوم طبیعی و شاید جواب را پیدا کرده باشد. عنوان آن “رمزگشایی انتشار Lyman-alpha در اعماق عصر یونیزاسیون.نویسنده اصلی، کالوم ویتن، محقق موسسه کیهان شناسی Kavli در دانشگاه کمبریج در بریتانیا است.
یکی از گیج‌کننده‌ترین پرسش‌هایی که مشاهدات قبلی ارائه کردند، تشخیص نور از اتم‌های هیدروژن در کیهان بسیار اولیه بود، که باید به طور کامل توسط گاز خنثی اولیه تشکیل شده پس از آن مسدود می‌شد. مهبانگویتن در یک بیانیه مطبوعاتی گفت.
فرضیه‌های بسیاری قبلاً برای توضیح اجتناب بزرگ از این انتشار «غیرقابل توضیح» ارائه شده است.»
اما اکنون یک کلانتر کیهانی جدید در شهر وجود دارد: تلسکوپ فضایی جیمز وب.
JWST با توانایی بررسی مجدد به روزهای اولیه کیهان ایجاد شد. این یکی از محرک های اصلی کل سرمایه گذاری بود.
توانایی JWST در حس کردن فوتون‌های منتشر شده توسط ستارگان در اولین کهکشان‌ها در آغاز حیات کیهان، دریچه جدیدی را به روی کیهان اولیه گشوده است و ما را به پاسخ‌هایی برای پرسش‌های دیرینه سوق می‌دهد. JWST دارای حساسیت و وضوح زاویه ای برای ردیابی نور باستانی به منبع خود است.
“در اینجا ما از مزیت منحصر به فرد تصاویر با وضوح بالا و حساسیت بالا از دوربین مادون قرمز نزدیک تلسکوپ فضایی جیمز وب استفاده می کنیم تا نشان دهیم که همه کهکشان ها در نمونه ای از تابش کنندگان Lyman-alpha با انتقال به قرمز محققان در مقاله خود می نویسند > 7 همراهان نزدیک دارند. این نکته مهمی است که پیامدهای زیادی دارد.
تصاویر JWST از تابشگر Lyman-Alpha LAE EGSY8p68 جزئیات بیشتری را نسبت به رصدهای قبلی تلسکوپ فضایی هابل نشان می دهد. وضوح JWST گروهی از کهکشان‌های کوچکتر و تاریک‌تر را در اطراف کهکشان‌های درخشان در LAE EGSY8p68 نشان می‌دهد که HST قادر به دیدن آنها نبود. این منطقه یک منطقه شلوغ تر و شلوغ تر با شکل گیری ستاره های بسیار فعال است.
سرجیو مارتین، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «در حالی که هابل فقط یک کهکشان بزرگ را دید، وب خوشه ای از کهکشان های کوچکتر در حال تعامل را می بیند، و این کشف تأثیر زیادی بر درک ما از انتشار غیرمنتظره هیدروژن از برخی از اولین کهکشان ها داشته است». آلوارز از دانشگاه استنفورد.
کهکشان های اولیه تولید کنندگان ستاره های شگفت انگیز و منبع غنی انتشار آلفای لیمان بودند. بیشتر انتشار توسط هیدروژن خنثی اولیه که فضای بین کهکشان‌ها را در کیهان اولیه پر می‌کرد، مسدود کرد. این به ما چه می‌گوید که بیشتر گسیل‌کننده‌های لیمن-آلفا (LAE) کهکشان‌های همسایه نزدیک هستند؟
به گفته نویسندگان، این به ما می‌گوید که ادغام‌های کهکشانی و شکل‌گیری ستاره‌های فراوان آنها پشت انتشار آلفا-لیمان است. شبیه سازی یک ادغام کهکشانی، تصویر جعلی JWST را تولید کرد که به طرز قابل توجهی شبیه تصویر واقعی JWST از کهکشان های در حال تعامل است.
محققان از شبیه‌سازی‌های ادغام و تعامل کهکشانی به نام Azahar برای آزمایش ایده خود استفاده کردند. ازهار نشان داد که با تجمع جرم ستاره‌ای و تشکیل ستاره‌ها در این کهکشان‌های اولیه دو اتفاق می‌افتد.
ستارگان گسیل‌های آلفای لیمان ساطع کردند و حباب‌ها و کانال‌هایی از هیدروژن یونیزه را در هیدروژن خنثی مسدودکننده نور ایجاد کردند. حباب ها و کانال ها از انتشار آلفای لیمان عبور می کنند.
https://www.youtube.com/watch?v=YDUWoIqVzzc frameborder=”0″ allow=”accelerometer; اجرای خودکار؛ کلیپ بورد-ضبط; رسانه رمزگذاری شده؛ ژیروسکوپ; تصویر در تصویر؛ اشتراک گذاری وب” allowfullscreen=”allowfullscreen”>
این تحقیق نشان می‌دهد که ادغام‌های کهکشانی در کیهان اولیه بیش از آنچه که قبل از شروع به کار JWST می‌توانستیم مشاهده کنیم، وجود داشته است.
این ادغام ها و فعل و انفعالات، و تشکیل ستاره فراوانی که آنها ایجاد کردند، هم مسئول ایجاد گسیل لیمان-آلفا و هم ایجاد مسیری برای آن از هیدروژن خنثی متراکم و مات است که بر کیهان جوان تسلط داشت.
به طور خلاصه، نرخ بالای ادغام کهکشان ها در جهان جوان مسئول انتشار مرموز Lyman-alpha است.
پژوهشگران هنوز تمام نشده اند. آنها برای توسعه بیشتر ایده خود، مشاهدات دقیق تری از کهکشان ها در مراحل مختلف ادغام را برنامه ریزی می کنند.
این مقاله در ابتدا توسط کیهان امروز. ادامه مطلب مقاله اصلی.
