ملخصات الأبحاث

دوران الغاز المنتج لخط الانبعاث [C ii] في مجرّتين عند انزياح نحو الأحمر بمقدار 6.8

.R. Smit et al
  • Published online:

يُعتقد أن المجرّات الأقدم قد نشأت خلال المليار سنة الأولى من تاريخ الكون، حيث بدأت في تأيين الهيدروجين المتعادل، الذي تخلل الكون في هذا الوقت. وتتضمن دراسة "عصر إعادة التأيّن" هذا البحث عن البصمات الطيفية لمجرّات قديمة، هي في الوقت الحالي بعيدة جدًّا عن الأرض، نتيجة لتمدد الكون، وبالتالي فإنّ انزياحها نحو الأحمر كبير. هذا.. ولكن العثور على هذه البصمات الطيفية أمر صعب، فإحدى الخصائص الطيفية للمجرّات القديمة والبعيدة هي وجود خطوط انبعاث هيدروجينية قوية (تُعرف بخطوط "ليمان-ألفا")، إلا أن الوسط المتعادل الذي كان موجودًا بين المجرّات في وقت مبكر من عصر إعادة التأيّن يشتت فوتونات "ليمان-ألفا" تلك.

وهناك أيضًا علامة طيفية أخرى محتمَلة، هي خط الانبعاث عند الطول الموجي 157.4 ميكرومتر، الخاص بحالة التأين الأحادي للكربون (أي الخط[λ [C ii =  157.74ميكرومتر)، الذي يشير إلى غاز مبرِّد، ويُتوَقَّع أنه قد كان ساطعًا في بداية الكون. وحتى الآن، تُظهِر المجرّات الباعثة لخطوط "ليمان-ألفا" من عصر إعادة التأين خطوط لمعان [C ii] أقل سطوعًا بكثير من المتوقع، وفقًا لعلاقات التدريج المحلي، كما أن عمليات البحث عن خط الانبعاث [C ii] في المصادر ذات الانزياح الضوئي نحو الأحمر الأعلى من 6 (ما يقابل المليار سنة الأولى من عمر الكون) لم تنجح.

وقد قام الباحثون بالتعرف على خط انبعاث عند الطول الموجي 157.74 ميكرومتر، قادم من مصدرَين، انتقاهما الباحثون كمرشحَين ذوَي انزياح عالٍ نحو الأحمر، بناءً على القياس الضوئي للأشعة تحت الحمراء القريبة؛ ومن ثم أكَّدوا أن هذين المصدرين هما مجرّتان بانزياح نحو الأحمر z يساوي  6.8540± 0.0003  و 6.8076± 0.0002. وبشكل خاص، فإن سطوع خط الانبعاث [C ii] القادم من هاتين المجرّتين أعلى من ذلك الذي عُثر عليه سابقًا في المجرّات المكوِّنة للنجوم ذوات الانزياح نحو الأحمر الأعلى من 6.5. وتكشف خطوط [C ii] الساطعة والممتدة عن تدرُّج واضح في السرعة، من شأنه - إذا ما فُسر على أنه دوران - أن يشير إلى أن هذه المجرّات لها خصائص ديناميكية شبيهة بالأقراص المضطربة الدوّارة، التي تم رصدها في المجرّات الباعثة لخط طيف الهيدروجين ألفا (Hα) بعدها بملياري سنة، عند ما يُسمى بـ"الذروة الكونية".