מדענים חשפו גלקסיות עתיקות ברגעי פרץ יצירת הכוכבים הראשון שלהן – תגלית המספקת הצצה נדירה לפרק המוקדם ביותר בתולדות גלקסיות כמו שביל החלב
הצצות ראשונות לצהריים הקוסמיים
צוות של אסטרונומים חשף הצצה מפעימה ליקום המוקדם. הם הסתכלו לתוך תקופה המכונה "הצהריים הקוסמיים", בערך 2 עד 3 מיליארד שנים אחרי המפץ הגדול, וגילו סוג מיוחד של גלקסיות עתיקות באמצע פרץ יצירת הכוכבים הראשון בהחלט שלהן.
הממצא הזה מספק רמזים יקרי ערך על אופן ההתפתחות של גלקסיות, שעוזרים למדענים להרכיב את הפרקים הכי מוקדמים בתולדות היקום. המחקר מתמקד בגלקסיות המכונות פולטות לימן אלפא (LAEs). הגלקסיות האלה הן מהעתיקות והבהירות ביותר, והמדענים השתמשו בצילום מתקדם ולמידת מכונה כדי לחקור אותן בתקופת השיא הזאת של פעילות גלקטית.
משואות קוסמיות של היקום המוקדם
LAEs זורחות באור חזק כי הן יוצרות במהירות כוכבים חדשים. כשהיקום מתפשט, אור ה-UV שהן פולטות – המכונה לימן אלפא – נמתח לאורכי גל שאנו יכולים לגלות מכדור הארץ. הגלקסיות האלה בנות יותר מ-12 מיליארד שנים, ולכן הן מהסמנים הקוסמיים הכי מוקדמים וחשובים.
"LAEs זוהו כמקור של גלקסיות נוכחיות טיפוסיות כמו שביל החלב שלנו", אומרת ניקול פיירסטון, המחברת הראשונה של המחקר. "כעת כשאנו יודעים מתי הן התחילו ליצור את הכוכבים שלהן, גילינו את "סיפור המקור" של הגלקסיה שלנו, ופתרנו את אחת מתעלומות הבריאה".
קשר למקור של שביל החלב
המניע המקורי לחקר הגלקסיות העתיקות היה להבין כיצד נראתה גלקסיית שביל החלב כשהתחילה לראשונה ליצור כוכבים. מחקר קודם של אריק גאוויזר הראה ש-LAEs יגדלו ויתפתחו עד שיהיו דומות לשביל החלב של היום.
"עד כה, נשארה פתוחה השאלה אם הסתכלנו אחורה בזמן מספיק רחוק כדי למצוא את נקודות ההתחלה של שביל החלב וגלקסיות כמותה", אמר גאוויזר, שהוביל גם את צוות המחקר הזה. "עכשיו אנחנו יודעים שהתשובה לשאלה הזאת היא חיובית!".
פרץ כוכבים ראשון או יצירה מחודשת?
מדענים תוהים זמן רב אם LAEs הן גלקסיות שעוברות את פרץ יצירת הכוכבים הראשון שלהן או שהן גלקסיות מבוגרות יותר שחידשו את יצירת הכוכבים אחרי תקופה של אי פעילות. ההבדל הזה חיוני להבנת ההתפתחות של גלקסיות על פני הזמן הקוסמי, אמרו החוקרים.
"בפעם הראשונה הצלחנו להראות סופית שרוב ה-LAEs עוברות את פרץ יצירת הכוכבים הגדול הראשון שלהן בזמן הצפייה ויש להן רק כוכבים מאוד צעירים", אמרה פיירסטון.
למידת מכונה פוגשת את תולדות היקום
הם השתמשו בנתונים מפרויקט סריקת השמיים ODIN, שמשתמש במצלמת החומר האפל במצפה הבין-אמריקני סרו טולולו בצ'ילה. המצלמה הזאת מצלמת תמונות מיוחדות של היקום הרחוק על פני אזור גדול של השמיים. הצוות זיהה LAEs כעצמים שנראים הרבה יותר בהירים בתמונות המיוחדות האלה בהשוואה לצבעים של אור הנראה לעין האדם.
לצורך הניתוח, החוקרים השתמשו בטכניקה של למידת מכונה כדי לנתח את האור מהגלקסיות האלה כדי להסיק את התכונות הפיזיות שלהן, כולל קצב יצירת הכוכבים כפונקציה של הזמן. השיטה הזאת איפשרה להם לשחזר "סיפור חיים" מפורט לכל LAE במדגם שלהם.
LAEs בטירוף של יצירת כוכבים
המחקר גילה ש-95% מה- LAEsנמצאות בשלב שיא יצירת הכוכבים שלהן. התוצאה הזאת מאשרת ש-LAEs נמצאות בשלב התפתחות מוקדם קריטי, ועוזרת למדענים להבין את ציר הזמן והתהליכים המעורבים בהיווצרות גלקסיות, אמרה פיירסטון.
הנתונים הם קרש קפיצה לגילוי התנאים המדויקים שבהם גלקסיות עוברות פרצי כוכבים משמעותיים.
"התגלית הזאת עוזרת לנו להבין איך גלקסיית שביל החלב שלנו נראתה כשהתחילה לראשונה ליצור כוכבים", אמר גאוויזר.
עוד בנושא באתר הידען:
