کشف کشمکش پنهان فتون ها در کهکشان های دور

محققان با بررسی برخی از جوان ترین کهکشان هایی که با تکنولوژی امروزی قابل مشاهده هستند، کشف شگفت انگیزی داشتند. آنها فهمیدند که این کهکشان ها فتون های خود را نگه می دارند و به تعداد بسیار کمی از آنها اجازه فرار می دهند؛ اتفاقی که احتمالا در کهکشان راه شیری اولیه افتاده است.

این تیم تحقیقاتی که توسط دیوید سوبرال (David Sobral) از دانشگاه لنکستر و جوریت متیهی (Jorryt Matthee) از دانشگاه لیدن در مسیر مطالعه تشکیل کهکشان ها، هاله بزرگ اما کم نور اطراف کهکشان های جوان را کشف کردند. این مطالعات نشان می دهد که فتون ها در این هاله گذشته سختی داشتند. ابر گازی و گرد و غبار متراکم مسیر فتون های را در طول چند هزار سال نوری محدود کرده است. بنابراین تنها کسر کوچکی از این فتون ها که از داخل کهکشان منتشر می شوند، سفر خود را به سمت خارج از کهکشان به پایان می رسانند.

ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ آیزاک نیوتون (INT) در جزایر قناری کشمکش فتون ها را در نزدیک به هزار کهکشان دور دست کشف کردند. با استفاده از دوربین میدان دید گسترده تلسکوپ و چندین فیلتر سفارشی، آنها به جستجوی تابش لیمان-آلفا در کهکشان هدف پرداختند. به این ترتیب مقدار تابش تولیدی و نقطه خروج تابش از کهکشان را اندازه گیری کردند.

تابش لیمان-آلفا با گاز هیدروژن مرتبط است. فتون لیمان-آلفا زمانی تولید می شود که الکترون در اتم هیدروژن از تراز انرژی دوم به اول یا پایین تر سقوط می کند و در این فرایند فتون با مقدار مشخصی انرژی تولید می شود. از آنجا که الکترون تراز انرژی پایه را ترجیح می دهند، این انتقال و تولید انرژی متداول است.

سپس ستاره شناسان اندازه گیری های خود را  پیش بینی مکان و چگونگی فتون های لیمان-آلفا در کهکشان مقایسه می کنند. نتایج نشان می دهد که تنها ۱ تا ۲ درصد فتون ها می توانند از مرکز کهکشان به بیرون فرار کنند و هاله کم نور آن را بسازند.

جوریت متیهی در مصاحبه ای اعلام کرد: «در تئوری، ستاره تازه متولد شده در کهکشان دور به اندازه کافی داغ است تا بتواند ابر متراکم هیدروژن را کنار بزند و تابش لیمان-آلفا بوجود بیاورد. اما در عمل تلاش فتون های لیمان-آلفا برای فرار از مرکز کهکشان و برخورد با ابر گازی، فرایند پیچیده ای است.»

دیوید سوبرال گفت: «ما به دنبال درک چگونگی این فرایند ها هستیم.» گام بعدی استفاده از تلسکوپ جیمز وب برای مطالعه هاله کهکشان های دورتر است.

منبع: Astronomy.com