يلتقط علماء الفلك الإشارات الراديوية من مجرة ​​بعيدة

أحد أطباق تلسكوب راديو Giant Metrewave (GMRT) بالقرب من بيون ، ماهاراشترا ، الهند. الائتمان: المركز الوطني للفيزياء الفلكية الراديوية

قد يكون استكشاف المجرات على مسافات أكبر بكثير من الأرض في متناول اليد الآن.

كيف تتشكل النجوم في المجرات البعيدة؟ يحاول علماء الفلك منذ فترة طويلة الإجابة على هذا السؤال من خلال الكشف عن إشارات الراديو المنبعثة من المجرات القريبة. ومع ذلك ، تصبح هذه الإشارات أضعف كلما ابتعدت المجرة عن الأرض ، مما يجعل من الصعب على التلسكوبات الراديوية الحالية التقاطها.

الآن قام باحثون من مونتريال والهند بالتقاط إشارة راديو من أبعد مجرة ​​حتى الآن بطول موجي محدد يعرف باسم خط 21 سم ، مما يسمح لعلماء الفلك بالتعمق في أسرار الكون المبكر. بمساعدة التلسكوب الراديوي Giant Metrewave في الهند ، هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف هذا النوع من الإشارات اللاسلكية على هذه المسافة الكبيرة.

رسم توضيحي يوضح الكشف عن إشارة من مجرة ​​بعيدة. الائتمان: سوادها بارديسي

“المجرة تصدر أنواعًا مختلفة من إشارات الراديو. حتى الآن ، كان من الممكن فقط التقاط هذه الإشارة المعينة من مجرة ​​قريبة ، مما يحد من معرفتنا بتلك المجرات الأقرب إلى الأرض ، “كما يقول أرناب تشاكرابورتي ، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة ماكجيل تحت إشراف البروفيسور مات دوبس.

ولكن بفضل مساعدة ظاهرة تحدث بشكل طبيعي تسمى عدسة الجاذبية ، يمكننا التقاط إشارة خافتة من مسافة قياسية. سيساعدنا هذا في فهم تكوين المجرات على مسافات أكبر بكثير من الأرض “.

نظرة إلى الوراء في الزمن إلى الكون المبكر

لأول مرة ، تمكن الباحثون من اكتشاف الإشارة من مجرة ​​تشكل النجوم بعيدة تعرف باسم SDSSJ0826 + 5630 وقياس تكوين غازها. لاحظ الباحثون أن الكتلة الذرية لمحتوى الغاز في هذه المجرة بالذات هي ضعف كتلة النجوم المرئية لنا تقريبًا.

صورة لإشارة الراديو من المجرة. الائتمان: تشاكرابورتي وروي / NCRA-TIFR / GMRT

انبعثت الإشارة التي اكتشفها الفريق من هذه المجرة عندما كان عمر الكون 4.9 مليار سنة فقط ، مما مكّن الباحثين من إلقاء نظرة على أسرار الكون المبكر. يقول تشاكرابورتي ، الذي يدرس علم الكونيات في قسم الفيزياء في جامعة ماكغيل: “إنه يعادل نظرة إلى الوراء في زمن 8.8 مليار سنة”.

التقاط الإشارة من مجرة ​​بعيدة

“إن عدسة الجاذبية تضخم الإشارة القادمة من جسم بعيد لمساعدتنا على النظر إلى الكون المبكر. في هذه الحالة المحددة ، تنحني الإشارة بوجود جسم ضخم آخر ، مجرة ​​أخرى ، بين الهدف والمراقب. يؤدي هذا بشكل فعال إلى تضخيم الإشارة بمعامل 30 ، مما يسمح للتلسكوب بالتقاطها “، كما يقول المؤلف المشارك نيروبام روي ، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء في المعهد الهندي للعلوم.

وفقًا للباحثين ، تُظهر هذه النتائج جدوى مراقبة المجرات البعيدة في مواقف مماثلة باستخدام عدسة الجاذبية. كما أنه يفتح فرصًا جديدة ومثيرة للتحقيق في التطور الكوني للنجوم والمجرات باستخدام التلسكوبات الراديوية منخفضة التردد الحالية.

المرجع: “اكتشاف انبعاث HI 21 سم من مجرة ​​شديدة العدسة عند z ∼ 1.3” بواسطة Arnab Chakraborty و Nirupam Roy ، 23 ديسمبر 2022 ، الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
DOI: 10.1093 / mnras / stac3696

تم بناء تلسكوب راديو Giant Metrewave وتشغيله بواسطة NCRA-TIFR. تم تمويل البحث من قبل جامعة ماكجيل والمعهد الهندي للعلوم.