لماذا
موت المجرة ليس بالأمر اللطيف. مصانعها التي تصنع النجوم، والتي كانت تنتج ملايين الشموس، توقفت عن العمل. وبدلاً من التلاشي البطيء، فهو إغلاق مفاجئ وملفت للنظر، وهي ظاهرة يطلق عليها علماء الفلك التبريد السريع.
مثل هذه الظواهر هي أسرار ما نسميه ما بعد الانفجار النجمي المجرات، والتي تقدم بعضًا من القصص الأكثر إقناعًا، والتي يتم تجاهلها غالبًا، والتي تتكشف عبرها الكون. بالنسبة لعلماء الفلك، تشبه هذه الأنظمة مشاهد الجريمة الكونية. لقد تعرضوا مؤخرًا لموجة هائلة من نجم تشكيل – حفلة ذات أبعاد أسطورية – ولكنها لا تظهر الآن أي نجوم جديدة تقريبًا. إنه مثل العثور على قاعة رقص حيث توقفت الموسيقى للتو، وانطفأت الأضواء، وغادر الجميع على عجل. المشهد يتركنا نتساءل عن الفراغ المفاجئ. وعن سرعة خروجهم المذهلة.
لكي نفهم حقًا ما يحدث عندما تتوقف المجرة فجأة عن تكوين النجوم، نحتاج إلى معرفة ما يغذي تكوين النجوم في المقام الأول: الغاز. الغاز البارد، على وجه الدقة. كما ترى، النجوم لا تظهر من العدم فحسب؛ لقد ولدوا من سحب كثيفة وباردة من الهيدروجين الجزيئي. إذا نفدت المجرة من هذا الغاز الجزيئي، أو إذا تعطل الغاز ولم يتمكن من الاندماج، يتوقف تكوين النجوم. بسيطة، أليس كذلك؟
ليس بهذه السرعة. كانت الدراسات السابقة حول هذه المجرات الرائعة والمتحولة عبارة عن خليط. لقد استخدموا معايير اختيار غير متسقة، وكان لديهم حساسيات متفاوتة في ملاحظاتهم، وكثيرًا ما عملوا مع عينات كانت صغيرة جدًا بحيث لا تعطينا صورة واضحة وموحدة. كان ذلك يعني أن لدينا أدلة متضاربة، وليس لدينا رواية متماسكة عن الجريمة الكونية. حتى أن البعض اقترح أن المجرات لا تزال مليئة بالغاز ولكنها بطريقة ما لا تشكل نجومًا، وهو ما قد يكون أمرًا مثيرًا للدهشة لأي شخص يحاول فهمه. حضانات النجوم.
ومع ذلك، أظهر باحثون آخرون أن العديد من تلك المجرات الهادئة والغنية بالغاز كانت في الواقع عملية تكوين نجوم، مختبئة خلف سحب كثيفة من الغبار، وتظهر “محجوبة” في الملاحظات البصرية. لذا، كانت الصورة غامضة، على أقل تقدير، وتركت فجوة كبيرة في فهمنا.
أدخل EMBERS الذي أدرسه، وهو عمل ذكي حقًا من العمل البوليسي الفلكي. بقيادة بن ف. راسموسن من جامعة فيكتوريا وزملاؤه من مؤسسات مثل معهد علوم التلسكوب الفضائي وجامعة سانت أندروز، قرر هذا الفريق أن الوقت قد حان لهجوم شامل ومتعدد الجوانب على المشكلة. شرعوا في إجراء أول تقييم موحد لكل من الغاز الذري والجزيئي في عينة كبيرة ومختارة جيدًا من المجرات بعد الانفجار النجمي. إنه مثل جلب فريق CSI الكامل بعد سنوات من الاعتماد على صورة واحدة ضبابية.
لقد بدأوا بقائمة تضم 114 مجرة مرشحة تم سحبها من مسح سلون الرقمي للسماء، تم اختيارها بعناية بناءً على كتلتها النجمية وبعدها. ثم جاءت المهمة الصعبة: التحديق في هذه المجرات لفترة طويلة جدًا. ومن أجل استنشاق الهيدروجين الذري – وهو الغاز الأكثر انتشارًا والأكثر برودة والذي يعمل كخزان أولي مترامي الأطراف لتكوين النجوم في المستقبل – قام الفريق بتسخير القوة الهائلة للتلسكوب الكروي ذي الفتحة الخمسمائة متر الصيني (سريع). يبلغ عرض هذا الطبق 500 متر (1640 قدمًا)، وهو مثالي لالتقاط الإشارات الخافتة من مسافة بعيدة.
لكن الوقود الحقيقي لصنع النجوم هو الهيدروجين الجزيئي، ومن الصعب اكتشافه بشكل مباشر. لذلك، يستخدم علماء الفلك أداة تتبع موثوقة: أول أكسيد الكربون، أو CO. فكر في الأمر مثل كاشف الدخان للسحب الجزيئية؛ حيث يوجد ثاني أكسيد الكربون، فمن المحتمل أن يكون هناك H2 جاهزًا للانهيار وتشكيل النجوم. لقياس انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، راسموسن وزملاؤه أمضى 188.9 ساعة مذهلة، مقسمة على أربعة مقترحات مراقبة مختلفة، باستخدام تلسكوب IRAM الذي يبلغ طوله 30 مترًا. هذا هو الكثير من الليالي المتأخرة والصباح الباكر محدقًا في السماء. لقد حصلوا على 52 ملاحظة جديدة، ودمجوها مع تسع ملاحظات أرشيفية لعينتهم الإجمالية المكونة من 61 مجرة.
