يجد علماء الفلك غازًا أصليًا من الانفجار الكبير

اكتشف علماء الفلك مجموعتين من الغازات البدائية في الفضاء السحيق - منذ فجر الزمن - باستخدام التلسكوبات التي يبلغ طولها 10 أمتار في مرصد دبليو إم كيك. غيوم الغاز منتشرة جدًا بحيث لا تشكل نجومًا ولا تظهر أي علامة على احتوائها على أي "معادن" ، وهذا يعني أي عناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم - وهما أبسط وأخف عنصر في الكون.

العناصر الوحيدة التي اكتشفها علماء الفلك في السحب هي الهيدروجين ونظيره الأثقل الديوتيريوم. يشير نقص المعادن بشدة إلى أن الغازات عبارة عن خزانات للمواد البكر التي خلفتها الانفجار الكبير.

محاكاة كمبيوتر للمنطقة الخيطية المحيطة بمجرة - المكان الذي يمكن أن تسكن فيه سحبتان من الغازات البكر. الصورة الائتمان: Ceverino ، ديكل و Primack

تظهر ورقة كتبها الفلكي كزافييه بروشكا ، من مرصد جامعة كاليفورنيا المرصد-ليك ، جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز ، وفريقه على الإنترنت في 20 نوفمبر 2011 ، في Science Express .

نظرًا لأن النجوم تدمج الذرات في تكوين عناصر أثقل ، فإن هذه الغازات المكتشفة حديثًا لم تشارك أبدًا في صناعة أي نجم خلال المليار عام بين الانفجار الكبير واكتشافهم. بمعنى آخر ، فهي الغازات الباقية التي لم تتغير منذ أن تم إنشاؤها في الدقائق القليلة الأولى بعد الانفجار الكبير.

قال Prochaska:

على الرغم من عقود من الجهود للعثور على أي شيء خالٍ من المعادن في الكون ، فقد حددت الطبيعة سابقًا حدًا للإثراء بما لا يقل عن الألف الموجود في الشمس. هذه الغيوم أقل 10 مرات على الأقل من هذا الحد وهي أكثر الغازات البكرية المكتشفة في عالمنا.

محاكاة كمبيوتر أخرى توضح المنطقة الخيطية حيث يمكن أن يوجد الغاز البكر. الصورة الائتمان: Ceverino ، ديكل و Primack

قالت المؤلفة المشاركة ميشيل فوماغالي:

لقد بحثنا بعناية عن الأكسجين والكربون والنيتروجين والسيليكون - الأشياء الموجودة على الأرض والشمس بوفرة. لا نجد أثرًا لأي شيء آخر غير الهيدروجين والديوتيريوم.

أوضحت Prochaska كيف تمكنت من اكتشاف الغازات الداكنة والباردة والمنتشرة على بعد حوالي 12 مليار سنة ضوئية:

في هذه الحالة ، يتعين علينا فعلًا القيام ببعض الحيلة. نحن ندرس الغاز في صورة ظلية.

الضوء من كوازار بعيد يضيء على الرغم من الغاز. تمتص العناصر الموجودة في الغاز أطوال موجية محددة من الضوء ، والتي لا يمكن العثور عليها إلا عن طريق تقسيم الضوء إلى أطياف مفصلة للغاية للكشف عن الخطوط المظلمة للضوء المفقود.

وصفها فوماجالي بطريقة أخرى:

كل التحليل على ضوء لم نحصل عليه. [تمتص الغيوم جزءًا صغيرًا فقط من ضوء الكوازار الذي يصل إلى الأرض.] لكن توقيعات امتصاص الهيدروجين واضحة ، لذلك لا شك أن هناك الكثير من الغاز هناك.

تعتبر النقط التي تحدث عن الغاز البكر خبراً جيدًا لعلماء الفلك لأنها تؤكد على نظرية العناصر الأولى وكيف تم إنشاؤها في الانفجار الكبير. يعتبر الهيدروجين والهيليوم والليثيوم والبورون أخف العناصر الموجودة في الجدول الدوري للعناصر ، وقد تم إنشاؤها جميعًا لأول مرة فيما يسمى بتخليق نووي Big Bang (BBN).

قال المؤلف المشارك جون أوميرا من كلية سانت مايكل في فيرمونت:

وقد تم اختبار هذه النظرية بشكل جيد للغاية في كيك فيما يتعلق بالهيدروجين ونظيره الدوتيريوم. ومع ذلك ، فإن أحد ألغاز هذا العمل السابق هو أن الغاز أظهر أيضًا كميات ضئيلة على الأقل من الأكسجين والكربون. الغيوم التي اكتشفناها هي أول من يطابق التوقعات الكاملة لـ BBN.

يكشف هذا الاكتشاف أيضًا عن مدى اختلاف الكون المبكر عن اليوم - حيث يصعب جدًا العثور على أي مكان دون وجود بعض "المعادن" الناتجة عن أجيال من مفاعلات دمج العناصر المكونة للانصهار ، والتي تعرف أيضًا باسم النجوم.

خلاصة القول: اكتشف كزافييه بروتشاسكا ، من مرصد ليك في جامعة كاليفورنيا ، UC-Santa Cruz ، وفريقه مجموعتين من الغاز البدائي من Big Bang ، باستخدام التلسكوبات التي يبلغ طولها 10 أمتار في مرصد دبليو إم كيك. لا يحتوي الغاز على عنصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم ، مما يعني أن الغاز لم يشارك أبدًا في تكوين النجوم. تظهر ورقتهم على الإنترنت في 20 نوفمبر 2011 في Science Express .

اقرأ المزيد في WM Keck Observatory

يجد علماء الفلك ألمع كوازار في الكون المبكر

أكبر وأقدم كتلة من الماء في الكون