انطباع الفنان عن Superwind في مجرة شابة ضخمة. حقوق الصورة: PPARC / ديفيد هاردي. اضغط للتكبير
اكتشف فريق من علماء الفلك ، بقيادة جامعة دورهام ، آثار انفجار مذهل في مجرة تبعد 11.5 مليار سنة ضوئية. إن ملاحظاتهم ، التي تم الإبلاغ عنها اليوم (14 يوليو 2005) في مجلة Nature ، توفر أكثر الأدلة المباشرة حتى الآن على أن المجرة تمزقها الانفجارات تقريبًا بسبب الانفجارات التي تنتج تيارًا من المواد عالية السرعة المعروفة باسم "Superwinds". تم عمل الملاحظات باستخدام تلسكوب William Herschel الذي يبلغ طوله 4.2 متر في مدينة لا بالما ، والذي تعد المملكة المتحدة أحد المساهمين الرئيسيين فيه.
من خلال Superwinds ، يعتقد أن المجرات تنفجر جزءًا كبيرًا من غازها في الفضاء بين المجرات بسرعات تصل إلى عدة مئات من الأميال في الثانية. القوة الدافعة وراءها هي انفجار العديد من النجوم الضخمة خلال انفجار مكثف لتكوين النجوم في وقت مبكر من حياة المجرة ، ربما بمساعدة طاقة من ثقب أسود فائق الكتلة ينمو في قلبه.
Superwinds حيوية لنظرية تكوين المجرات لعدة أسباب: أولاً ، إنها تحد من أحجام المجرات عن طريق منع المزيد من تكوين النجوم - بدونها تشير النماذج النظرية إلى مجرات أكثر سطوعًا بكثير مما هو موجود بالفعل في مجلة الفضاء. ثانيًا ، تحمل عناصر ثقيلة - غبار النجوم - بعيدًا عن مواقع إنتاجها في النجوم إلى الفضاء بين المجرات ، وتوفر المواد الخام للكواكب والحياة في جميع أنحاء الكون. في حين أن النظريات تنبأت بوجود Superwinds من هذا النوع ، فإن الأمثلة التي تمت ملاحظتها سابقًا كانت ظواهر أصغر بكثير في المجرات القريبة. تقدم هذه الملاحظات بعض أكثر الأدلة المباشرة حتى الآن على وجود رياح عريضة النطاق واسعة النطاق على مستوى المجرة حتى الآن في تاريخ الكون.
تم اكتشاف Superwind من خلال مراقبة الغاز في هالة مجرة (المعروفة باسم "LAB-2") ، والتي يبلغ عرضها عبر أكثر من 300000 سنة ضوئية أكبر بثلاث مرات تقريبًا من قرص مجرتنا درب التبانة. اكتشف الفلكيون أن الضوء من غاز الهيدروجين المتوهج الساخن خافت بطريقة محددة للغاية عبر المجرة بأكملها.
قال الدكتور ريتشارد ويلمان من جامعة دورهام: "نعتقد أن التعتيم ناتج عن قذيفة من مادة مبردة تم تفريغها من المناطق المحيطة بفعل انفجار سوبر ويندز على مستوى المجرة". "بناءً على توحيد الامتصاص عبر المجرة ، يبدو أن الانفجار قد حدث قبل مئات الملايين من السنين. هذا يتيح الوقت ليبرد الغاز ويتباطأ من سرعة طرده العالية ، وبالتالي إنتاج الامتصاص. وأضاف د. ويلمان ، كما نراه ، أن الصدفة ربما تكون على بعد بضع مئات الآلاف من السنين الضوئية أمام مجرتها الأم.
لقد حير الفلكيون منذ فترة طويلة حول سبب توزيع العناصر الرئيسية لتشكيل الكواكب والحياة في نهاية المطاف (مثل الكربون والأكسجين والحديد) على نطاق واسع في جميع أنحاء الكون ؛ بعد 2 مليار سنة فقط من الانفجار الكبير ، تم إثراء المناطق النائية من الفضاء بين المجرات. يظهر Superwind الذي لوحظ في هذه المجرة كيف يمكن لموجات الانفجار هذه أن تنتقل عبر الفضاء تحمل العناصر المتكونة عميقًا داخل المجرات.
كان من الأهمية بمكان للاكتشاف وتفسيره القدرة على الحصول على معلومات مفصلة عن الغاز في بعدين عبر المجرة بأكملها. وقد أصبح ذلك ممكناً بواسطة تقنية تعرف باسم التحليل الطيفي الميداني المتكامل ، الذي يصل فقط إلى مرحلة النضج على أكبر التلسكوبات في العالم.
يشرح الدكتور يوريس غيرسن ، عضو رئيسي في فريق دورهام ، "يتم إجراء معظم التحليل الطيفي الفلكي عن طريق وضع فتحة صغيرة أو فتحة ضيقة على الهدف ، والتي بالنسبة للمصادر المعقدة والممتدة مثل هذه المجرة تعطي صورة غير مكتملة إلى حد ما" .
للتغلب على هذا ، استخدم الفلكيون مطيافًا ميدانيًا متكاملًا يسمى "Sauron" لإجراء مسح كبير للمجرات القريبة ، التي تم بناؤها في Observatoire de Lyon بالتعاون مع علماء الفلك الفرنسيين والهولنديين والمملكة المتحدة.
وأضاف الدكتور غيرسن: "إن Sauron فريدة من نوعها حقًا ، وكفاءتها العالية تعني أنها تستطيع أكثر من تحمل أدواتها على أكبر التلسكوبات في العالم ، أي ضعف حجم تلسكوب William Herschel. ومع ذلك ، فإن المسافة الهائلة لمجرتنا المستهدفة تعني أن سورون كان عليه التحديق فيها لأكثر من 15 ساعة من أجل تحقيق هذا الاكتشاف ".
"قدم لنا سورون أفضل دليل حتى الآن لتدفق واسع النطاق من مجرة تشهد انفجارًا هائلاً. وعلق البروفيسور روجر ديفيز ، من جامعة أكسفورد ، أحد المعاهد المشاركة في Sauron ، بأن هذه القياسات هي من بين الخطوات الأولى نحو فهم فيزياء تكوين المجرات. ونحن نتطلع إلى استخدام مطياف ثنائي الأبعاد مماثل يتم بناؤه من أجل 8 م التلسكوبات. هذه ستحقق في عملية تكوين المجرات حتى الأوقات السابقة. "
حتى الآن ، كانت أدلة الملاحظة على Superwinds في المجرات الشابة في الكون البعيد غير مباشرة وظرفية إلى حد كبير. وقد تركزت الجهود على البحث عن توقيعاتهم الإحصائية الدقيقة في المسوحات الكبيرة للمجرات والغاز بين المجرات.
وفقًا للأستاذ ريتشارد باور ، من معهد علم الكونيات الحسابي بجامعة دورهام الذي بدأ البحث ، "لاحظ علماء الفلك تدفقات عالية السرعة في المجرات البعيدة التي تشكل النجوم لعدة سنوات ، ولكن لم نتمكن من قياس حقيقة مقياس من ملاحظات مجرة واحدة. من خلال الاستفادة من مصدر الانبعاث الممتد للغاية لهذه المجرة ، يمكننا رؤية التدفق كنوع من الصور الظلية ضد المجرة بأكملها. هذا يشير إلى أن Superwinds واسعة النطاق على مستوى المجرة حقًا ، وأنها مهمة حقًا كما تتطلب نظرياتنا ".
المصدر الأصلي: بيان صحفي PPARC
