اكتشاف جديد لهيكل الغاز الذري أكبر 20 مرة من درب التبانة

تم العثور على هيكل الغاز الذري بمساعدة التلسكوب الكروي بفتحة تبلغ خمسمائة متر. تتكون جميع المجرات من مكوناتها الأساسية ، الغاز الذري. تتمثل العملية الرئيسية لتراكم الغازات الذرية وتكوين النجوم من الوسط بين المجرات في كيفية تطور المجرات.

وبالتالي ، فإن دراسة نظريات تكوين المجرات وتطورها تعتمد على مراقبة ودراسة الغازات الذرية في المجرات وحولها. إن أبسط تقنية لسبر الغاز الذري هي النظر إلى انبعاث خط رفيع يبلغ 21 سم للهيدروجين الذري في نطاق الموجة الراديوية.

ما هو انبعاث الهيدروجين 21 سم؟

سمح قياس خط الطول الموجي البالغ 21 سم لغاز الهيدروجين للعلماء بتتبع توزيع الهيدروجين في مجرتنا. نظرًا لأن الضوء المرئي من النجوم لا يمكن أن يمر عبر سحب الغبار عند 1420 ميجاهرتز ، فإن هذا الإشعاع من الهيدروجين يمكن أن يوفر لنا رؤية أكثر شمولاً للهيدروجين مما توفره النجوم.

يتم فصل الانتقال بين مستويين من الحالة الأرضية للهيدروجين قليلاً عن طريق التفاعل بين دوران الإلكترون والدوران النووي ، مما ينتج عنه إشعاع 1 ميجاهرتز. Hyperfine هو مصطلح للانقسام. سوف تمتص الحالة السفلية للهيدروجين 1420 ميجاهرتز بسبب الخصائص الكمومية للإشعاع ، ويشير اكتشاف 1420 ميجاهرتز في الانبعاث إلى إثارة سابقة للحالة العليا.

استخدم Xu Cong ، الباحث في المراصد الفلكية الوطنية التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم (NAOC) ، مؤخرًا التلسكوب الكروي ذو الفتحة البالغ طولها خمسمائة متر (جهاز استقبال ذو 19 شعاعًا) عند 21 سم بالقرب من مجموعة المجرات المدمجة المعروفة "ستيفانز Quintet ". إجراء ملاحظات عميقة لرسم الخرائط لـ. كشفت هذه الملاحظات عن بنية كبيرة جدًا من الغاز الذري يبلغ طولها حوالي مليوني سنة ضوئية.

أكبر تلسكوب راديو ذو طبق واحد وأكثر حساسية في العالم ، يتميز FAST بأكبر مصفوفة تغذية متعددة الحزم L-band لرصد خط 19 سم مع مستقبل 21 شعاع. يفتح التنشيط الكامل لمستقبل الحزمة FAST 19 نافذة جديدة للغاز الذري في الكون ، خاصة للغاز المنخفض الكثافة المنتشر بعيدًا عن المجرات.

وفقًا لـ XU ، هذا هو أكبر هيكل للغاز الذري تم اكتشافه على الإطلاق في مجموعة مجرات. الملاحظات حاليًا بهذا القرار الزاوي ، 1 لكل قناةσ = 4.2 × 10¹⁶ cm^-2 (Δv = 20 كم ساعة^-1؛ الدقة الزاوية = 4 ′) هي الأكثر حساسية لانبعاث خط 21 سم للهيدروجين الذري.

منذ اكتشافه في عام 1877 من قبل عالم الفلك الفرنسي إدوارد ستيفان ، قام ستيفان كوينتيت بالكشف عن ألغاز شبكة الاتصالات المعقدة بين المجرات وبين المجرات وبيئة المجموعة الداخلية.

تكشف الدراسات الحديثة عن وجود غاز واسع النطاق ومنتشر ومنخفض الكثافة بعيدًا عن مركز المجموعة. من المرجح أن يكون هذا الغاز أقل من 1 جيجا بايت من العمر و¹⁸ cm^-2 له معرف عمود أصغر من.

نظرًا لأنه من غير الواضح كيف يمكن للغاز الذري منخفض الكثافة أن يتأين من خلال خلفية الأشعة فوق البنفسجية بين المجرات على مثل هذا النطاق الزمني الطويل ، فإن البيانات تلقي بظلال من الشك على الفكرة الحالية لتشكيل / تطور مجموعة المجرات.

المصدر: nature.com/articles/s41586-022-05206-x

Günceleme: 09/12/2022 17:56