انتهى "الفجر الكوني" لكوننا
لعشرات الملايين من السنين ، كان الكون حديث الولادة محاطًا بالهيدروجين. شيئًا فشيئًا ، تمزق هذا الضباب الهائل بضوء النجوم الأولى في الفجر الذي حدد شكل الكون الناشئ.
إن وجود جدول زمني لهذا التحول الهائل سيقطع شوطًا طويلاً في مساعدتنا على فهم تطور الكون ، ومع ذلك فإن أفضل محاولاتنا حتى الآن كانت تقديرات غامضة تستند إلى بيانات منخفضة الجودة.
استخدم فريق دولي من علماء الفلك بقيادة معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا الضوء من عشرات الأجسام البعيدة التي تسمى الكوازارات لإزالة الشكوك ، وتحديد آخر خصلات رئيسية من `` ضباب '' الهيدروجين الذي تم حرقه بعيدًا بعد وقت طويل مما كنا نظن في البداية ، المزيد أكثر من مليار سنة بعد الانفجار العظيم .
كانت أول 380.000 سنة عبارة عن هسهسة ثابتة من الجسيمات دون الذرية تتجمد من فراغ التبريد لتوسيع الزمكان.
بمجرد انخفاض درجة الحرارة ، تشكلت ذرات الهيدروجين - هياكل بسيطة تتكون من بروتونات منفردة تتحد مع إلكترونات مفردة.
سرعان ما امتلأ الكون كله بذرات غير مشحونة ، وبحر منها يتمايل ذهابًا وإيابًا في الظلام اللامتناهي.
حيث تجمعت حشود من ذرات الهيدروجين المحايدة تحت دفع غير متوقع لقوانين الكم ، سادت الجاذبية ، وسحب المزيد والمزيد من الغاز إلى الكرات حيث يمكن أن ينفجر الاندماج النووي .
هذا شروق الشمس الأول - بزوغ الفجر الكوني - غمر ضباب الهيدروجين المحيط بالإشعاع ، ودفع إلكتروناتهم من البروتونات وأعاد الذرات إلى الأيونات التي كانت عليها من قبل.
لم يكن واضحًا على الإطلاق كم من الوقت استغرق هذا الفجر ، من أول ضوء لتلك النجوم المبكرة إلى إعادة تأين الجيوب المتبقية المتبقية من الهيدروجين البدائي.
استفادت الدراسات التي أجريت منذ أكثر من 50 عامًا من الطريقة التي تم بها امتصاص الضوء المنبعث من النوى المجرية النشطة بعنف (تسمى الكوازارات) عن طريق توسط الغاز العائم في الوسط المجري القريب. ابحث عن سلسلة من الكوازارات الممتدة في المسافة ، يمكنك بشكل فعال رؤية جدول زمني لغاز الهيدروجين المحايد يتأين.
معرفة النظرية شيء. من الناحية العملية ، من الصعب تفسير جدول زمني دقيق من حفنة من الكوازارات. لا يقتصر الأمر على تشوه ضوءها بسبب توسع الكون فحسب ، بل يمر أيضًا عبر جيوب من الهيدروجين المحايد تشكلت جيدًا بعد الفجر الكوني.
للحصول على إحساس أفضل بهذا التلعثم من الهيدروجين المتأين عبر السماء ، قام الباحثون بتكبير العينة ، وضاعفوا العدد السابق من البيانات الطيفية عالية الجودة ثلاث مرات من خلال تحليل الضوء من إجمالي 67 كوازار.
كان الهدف هو فهم تأثير هذه الجيوب الحديثة من ذرات الهيدروجين بشكل أفضل ، مما يسمح للباحثين بتحديد دفعات التأين البعيدة بشكل أفضل.
وفقًا لأرقامهم الخاصة ، سقطت بقايا الهيدروجين الأصلي لأشعة الجيل الأول من ضوء النجوم بعد حوالي 1.1 مليار سنة من الانفجار العظيم.
يقول عالم الفلك فريدريك ديفيز من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا : "حتى سنوات قليلة ماضية ، كانت الحكمة السائدة هي أن إعادة التأيين قد اكتملت قبل 200 مليون سنة تقريبًا" .
"هنا لدينا الآن أقوى دليل حتى الآن على أن العملية انتهت في وقت لاحق ، خلال حقبة كونية يمكن ملاحظتها بسهولة من قبل مرافق الرصد من الجيل الحالي."
يجب أن تكون التكنولوجيا المستقبلية القادرة على الكشف المباشر عن الخطوط الطيفية المنبعثة من إعادة تأين الهيدروجين قادرة على زيادة التوضيح ليس فقط عندما تنتهي هذه الحقبة ، ولكن توفر تفاصيل مهمة حول كيفية ظهورها.
يقول ديفيز : "توفر مجموعة البيانات الجديدة هذه معيارًا حاسمًا سيتم على أساسه اختبار المحاكاة العددية لمليارات السنين الأولى من عمر الكون لسنوات قادمة" .