هذا رأي فنان يمتلك كوازار مجرة مذهل. الكوازار هو ثقب أسود فائق الكتلة شديد السطوع والبعيد والنشط تبلغ كتلته ملايين إلى مليارات المرات من كتلة الشمس. من بين ألمع الأجسام في الكون ، يربط ضوء الكوازار كل النجوم في مجرته المضيفة. تتغذى الكوازارات على المادة المتساقطة وتطلق العنان لتدفقات الهواء والإشعاع ، وتشكل المجرات التي تسكنها. باستخدام القدرات الفريدة لـ Webb ، سيدرس العلماء أكثر ستة كوازارات بعدًا وتوهجًا في الكون. الائتمان: NASA و ESA و J. أولمستيد (SDSCI)
من خلال الجمع بين جميع النجوم في مجرتهم المضيفة ، تعد الكوازارات واحدة من ألمع الأجسام في الكون. تشكل هذه الثقوب السوداء الرائعة ، النائية والنابضة بالحياة ، المجرات التي تعيش فيها. بعد إطلاقه بوقت قصير ، سيستكشف العلماء ستة من أصغر الكوازارات وأكثرها بُعدًا وإشراقًا في الكون ، جنبًا إلى جنب مع المجرات المضيفة. سوف يستكشفون الدور الذي تلعبه الكوازارات في تطور المجرة في هذه الأوقات المبكرة. سيستخدم الفريق النجوم الزائفة لدراسة الغاز بين المجرات في الكون الصغير. هذا ممكن فقط مع الحساسية الشديدة للحرارة لمستويات الضوء المنخفضة ودقة الزاوية الممتازة.
النجوم الزائفة عبارة عن ثقوب سوداء فائقة السطوع وبعيدة ونشطة وتبلغ كتلتها ملايين إلى مليارات المرات من كتلة الشمس. عادة ما تقع في مراكز المجرات ، وتتغذى على الأجسام المتساقطة وتطلق العنان لتدفقات رائعة من الإشعاع. من بين أكثر الأشياء سطوعًا في الكون ، يوحد ضوء الكوازار جميع النجوم في المجرة المضيفة ، وتشكل نفاثاته ورياحه المجرة التي تعيش فيها.
بعد وقت قصير من إطلاقه في وقت لاحق من هذا العام ، سيقوم فريق من العلماء بتدريب تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا على ستة كوازارات بعيدة ومتوهجة. سيقومون بدراسة خصائص هذه النجوم الزائفة والمجرات المضيفة لها وكيفية ترابطها في المراحل الأولى من تطور المجرات في الكون المبكر. سوف تستكشف هذه المجموعة الغاز بين المجرات باستخدام الكوازارات ، خاصة خلال فترة التأين الكوني ، والتي انتهت عندما كان الكون صغيرًا جدًا. يفعلون ذلك باستخدام الحساسية الشديدة للحرارة للضوء المنخفض ودقة الزاوية الممتازة.
(انقر على الصورة لرؤية الرسم البياني الكامل.) قبل 13 مليار سنة ، خلال عصر التأين ، كان الكون مكانًا مختلفًا تمامًا. غالبًا ما كان الغاز بين المجرات معتمًا للضوء النشط ، مما يجعل من الصعب مراقبة المجرات الفتية. هل سمح للكون بأن يصبح مؤينًا تمامًا أو شفافًا ، مما أدى في النهاية إلى الظروف “الواضحة” الموجودة في معظم أجزاء الكون اليوم؟ لمساعدتنا على فهم هذا التغيير الكبير في تاريخ الكون ، سوف يتعمق تلسكوب جيمس ويب الفضائي في عمق الفضاء لجمع معلومات إضافية حول الكائنات التي كانت موجودة خلال عصر Rionization. الائتمان: NASA و ESA و J. كونغ (SDSCI)
الويب: زيارة الكون الشاب
عندما تنظر إلى عالم الويب بشكل أعمق ، فإنه ينظر إلى الماضي حقًا. بدأ الضوء المنبعث من هذه النجوم الزائفة البعيدة رحلته إلى الويب عندما كان الكون صغيرًا جدًا واستغرق مليارات السنين قادمًا. سنرى ما كانوا عليه منذ زمن طويل ، ليس كما هم اليوم.
“كل هذه النجوم الزائفة التي درسناها كانت في وقت مبكر جدًا ، كان عمر الكون أقل من 800 مليون سنة أو أقل من 6 في المائة من عمرنا الحالي. وأوضح سانتياغو أريبياس ، عضو فريق الأستاذ البحثي بالقسم ، أن أريبياس عضو في فريق علم الأجهزة Webin القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIRSPEC).
(انقر على الصورة لرؤية الرسم البياني الكامل.) يتوسع الكون ، وهذا التوسع يضيء في الفضاء في حدث يسمى الانزياح الأحمر الكوني. كلما زاد الإزاحة الحمراء ، كلما ابتعد الضوء. ونتيجة لذلك ، فإن التلسكوبات المزودة بكواشف الأشعة تحت الحمراء ضرورية لرؤية الضوء من المجرات الأولى والأبعد. الائتمان: NASA و ISA و L. Hustuck (SDSC)
يمتد الضوء من هذه الأجسام البعيدة جدًا عن طريق تمدد الفضاء. وهذا ما يسمى الانزياح الكوني إلى الأحمر. كلما ابتعد الضوء ، كلما أصبح أكثر احمرارًا. في الواقع ، الضوء المرئي المنبعث من الكون المبكر يمتد بشكل كبير لدرجة أنه يتحول إلى الأشعة تحت الحمراء عندما يتعلق الأمر بنا. مع مجموعة من الأدوات المضبوطة بالأشعة تحت الحمراء ، فإن الويب مناسبة بشكل فريد لدراسة هذا النوع من الضوء.
دراسة النجوم الزائفة والمجرات والبيئات المضيفة وانبعاثاتها القوية
الكوازارات التي تقرأ في المجموعة ليست فقط الأبعد في الكون ، ولكنها أيضًا الأكثر سطوعًا. تتمتع هذه الكوازارات عمومًا بأعلى كتلة من الثقوب السوداء ، ولديها أيضًا أعلى معدلات التراكم – النسب التي تقع في الثقوب السوداء المادية.
قال كريس: “نحن مهتمون بمراقبة أكثر الكوازارات لمعانًا لأن الكمية الكبيرة جدًا من الطاقة التي تنتجها في مراكزها يمكن أن يكون لها تأثير كبير على المجرة المضيفة من خلال آليات مثل انبعاث الكوازارات والتدفئة”. ويليت هو عالم أبحاث في مركز هيرسبيرج لأبحاث الفلك والفلك التابع لمجلس الأبحاث الوطني الكندي (NRC) في فيكتوريا ، كولومبيا البريطانية. ويليت هو أيضًا عالم مشروع ويب لوكالة فضاء كندية. “نريد أن نراقب اللحظة التي يكون فيها لهذه النجوم الزائفة التأثير الأكبر على المجرات المضيفة”.
يتم إطلاق الكثير من الطاقة عندما تتراكم المادة عبر الثقب الأسود الخارق. تعمل هذه الطاقة على تسخين الغاز المحيط ودفعه للخارج ، مما يؤدي إلى تمزيق المجرة الشبيهة بالتسونامي ، مما يخلق أضواء قوية تعيث فسادا في المجرة المضيفة.
https://www.youtube.com/watch؟v=vvRFoLFvUvc
انظر إلى النفاثة والرياح القادمة من ثقب أسود معجزة لأنها تؤثر على المجرة المضيفة ، والفضاء الذي يبعد مئات الآلاف من السنين الضوئية في ملايين السنين الائتمان: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ولوس أنجلوس. Hashtag (SDSCI)
يلعب الخروج دورًا مهمًا في تطور المجرات. يشكل الوقود الغازي النجوم ، لذلك عندما يتم إزالة الغاز بسبب الانبعاثات ، ينخفض معدل تكون النجوم. في بعض الحالات ، تكون الانبعاثات قوية جدًا لدرجة أنها تنبعث منها الكثير من الغازات بحيث يمكنها إيقاف تشكل النجوم تمامًا داخل المجرة المضيفة. يعتقد العلماء أيضًا أن الغازات والغبار والعناصر يُعاد توزيعها على مسافات طويلة داخل المجرة ، أو أن المخارج هي الوسيلة الرئيسية التي يمكن من خلالها إخراجها ، حتى على فترات بين المجرات. قد يؤدي هذا إلى إحداث تغييرات أساسية في خصائص كل من المجرة المضيفة والوسط بين المجرات.
استكشاف خصائص الفضاء بين المجرات خلال عصر Rionization
قبل 13 مليار سنة ، عندما كان الكون فتيًا جدًا ، لم تكن الرؤية واضحة. غير الغاز المحايد بين المجرات الكون إلى حالة معتمة لنوع من الضوء. على مدى مئات الملايين من السنين ، أصبح الغاز المحايد في الوسط بين الكهرباء مشحونًا أو مؤينًا ، معرضًا للأشعة فوق البنفسجية. هذه الفترة تسمى عصر التأين. ولكن ما الذي أدى إلى الاستعادة التي خلقت الظروف “الواضحة” الموجودة في معظم أجزاء الكون اليوم؟ سيبحث الويب بشكل أعمق في الفضاء لجمع المزيد من المعلومات حول هذا التغيير العظيم في تاريخ الكون. ستساعدنا هذه الملاحظات على فهم عصر الريون ، أحد الحدود الرئيسية للفيزياء الفلكية.
ستستخدم اللوحة النجوم الزائفة كمصادر إضاءة خلفية لدراسة الغاز بيننا وبين الكوازار. يمتص هذا الغاز ضوء الكوازار بأطوال موجية محددة. من خلال تقنية تسمى التحليل الطيفي للتصوير ، يبحثون عن خطوط الامتصاص في الغاز الخلالي. الكوازار لامع ، وخصائص خط الامتصاص تلك موجودة في الطيف. من خلال تحديد ما إذا كان الغاز محايدًا أو مؤينًا ، سيتمكن العلماء من تحديد مدى حيادية الكون ومقدار عملية إعادة الهيكلة هذه في ذلك الوقت بالذات.
https://www.youtube.com/watch؟v=y_LsiTTWo6U
يستخدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي جهازًا مبتكرًا يسمى وحدة المجال المتكاملة (IFU) لالتقاط الصور والأطياف في وقت واحد. يقدم هذا الفيديو نظرة عامة أساسية حول كيفية عمل IFU. الائتمان: NASA و ESA و CSA و L. Hashtag (SDSCI)
“إذا كنت ترغب في دراسة الكون ، فأنت بحاجة إلى أدلة أساسية مشرقة جدًا. قال عضو الطاقم كاميلا باسيفيك ، المنتسب إلى وكالة الفضاء الكندية ، ولكنه يعمل كعالم أدوات في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور ، إن الكوازار هو الشيء المثالي في الكون البعيد لأنه يلمع بقدر ما نراه. . “نريد دراسة الكون المبكر لأن الكون قد تشكل ونريد أن نعرف كيف بدأ.”
سيقوم الفريق بدراسة الضوء من الكوازارات باستخدام NIRSpec للعثور على ما يسميه علماء الفلك “المعادن” بمكونات أثقل من الهيدروجين والهيليوم. تشكلت هذه العناصر في النجوم الأولى والمجرات الأولى وتم طردها بفعل الانفجارات. ينتقل الغاز من المجرات الأصلية إلى الوسط بين المجرات. يخطط الفريق لقياس توليد هذه “المعادن” الأولى وكيف سيتم إخراجها من وسط المجرات من خلال هذه التدفقات الخارجة المبكرة.
قوة الويب
يعد الويب أهم تلسكوب يمكنه اكتشاف مستويات منخفضة جدًا من الضوء. هذا مهم لأنه على الرغم من أن النجوم الزائفة شديدة السطوع بطبيعتها ، فإن هذه المجموعة ستلاحظ أحد أكثر الأشياء بعدًا في الكون. في الواقع ، كلما كانت المسافة بعيدة عن الويب ، قل عدد الإشارات التي يتلقاها الويب. لا يمكن تحقيق هذا العلم إلا من خلال الحساسية الدقيقة للويب. يوفر الويب أيضًا دقة زاوية ممتازة ، مما يسمح بفصل ضوء الكوازار عن المجرة المضيفة.
وصف مشاريع Quasar هنا ملاحظات مضمونة للوقت يتضمن قدرات التحليل الطيفي لـ NIRSpec.
عندما يتم إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي في عام 2021 ، سيكون مختبر علوم الفضاء الأول في العالم. سيحل الويب ألغاز نظامنا الشمسي ، وينظر إلى ما وراء العوالم البعيدة حول النجوم الأخرى ، ويستكشف الهياكل والأصول الغامضة لكوننا وفضائنا. أنه يحتوي على. الويب هو برنامج دولي تقوده وكالة ناسا وشركاؤها ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.
