ابزار MIRI در جیمزوب برای اولین بار انتشار H-alpha را در طول دوره یونیزه شدن مجدد تشخیص می‌دهد!!

ابزار MIRI در جیمزوب برای اولین بار انتشار H-alpha را در طول دوره یونیزه شدن مجدد تشخیص می‌دهد!!

تصویر جیمزوب از میدان عمیق فوق‌العاده هابل (XDF) که بزرگنمایی دو کهکشان از دوره یونیزاسیون مجدد را نشان می‌دهد. روشنایی دو تصویر کوچک در پایین سمت چپ توسط خط انتشار H-alpha تولید می‌شود. اعتبار: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2301.10717

یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان به رهبری پیرلوئیجی رینالدی از دانشگاه گرونینگن برای اولین بار گسیل H-alpha را در کهکشانهای منفرد در طول به اصطلاح دوره یونیزه شدن یا طلوع کیهانی شناسایی کردند. برای انجام این کار، آنها از عمیق ترین تصاویر گرفته شده توسط ابزار MIRI در تلسکوپ فضایی جیمز وب استفاده کردند.

کهکشان‌های ستاره‌زایی مقدار زیادی فوتون UV تولید می‌کنند، اما در طول دوره یونیزاسیون مجدد این فوتون‌ها توسط محیط بین کهکشانی جذب می‌شوند. بهترین ردیاب برای اندازه گیری سطح تشکیل ستاره، خط انتشار H-alpha در طیف نوری است. برای کهکشان‌هایی با انتقال به سرخ زیاد، این خط نوری به طول موج‌های بلندتر، به مادون قرمز نزدیک و میانی منتقل می‌شود.

خط H-alpha اکنون با ابزار MIRI در جیمزوب برای اولین بار برای کهکشان‌هایی با جابه‌جایی به سرخ بالاتر از هفت (z> 7) در طلوع کیهانی، دوره کمتر از یک بیلیون سال پس از انفجار بزرگ مورد مطالعه قرار گرفته است که طی آن گاز هیدروژن خنثی یونیزه شد. تحقیقات رینالدی و همکارانش برای اولین بار نشان می‌دهد که مطالعه دقیق تشکیل ستاره در کهکشان‌های اولیه امکان‌پذیر است و می‌توان با JWST/MIRI انجام داد.

اطلاعات کمی در مورد کهکشان‌ها در دوره یونیزه شدن مجدد وجود دارد. در انتقال به سرخهای زیاد، مطالعات قبلی بر تجزیه و تحلیل یک خط طیفی برجسته دیگر به نام Lyman-alpha تکیه کرده‌اند، اما این خط بسیار ضعیف می‌شود یا به طور کلی در سپیده‌دم کیهانی در کهکشان‌ها وجود ندارد، زیرا توسط محیط بین کهکشانی جذب می‌شود. در آن دوره اولیه عمدتاً مات است. H-alpha تحت تأثیر کدورت محیط بین کهکشانی قرار نمی‌گیرد و بنابراین به اخترشناسان اجازه‌می دهد تا شکل‌گیری ستاره‌ها را در این کهکشان‌های اولیه مطالعه کنند.

MIRI یک ابزار مهم برای این تحقیق است، همانطور که یکی از چهار ابزار دیگر وب، NIRCam است. تصویر MIRI فوق عمیق مورد استفاده در این مطالعه در به اصطلاح زمان تضمین شده اروپایی MIRI به دست آمده است. محققان همچنین از داده‌های کمکی HST در میدان عمیق هابل (XDF) استفاده کردند.

محققان ابتدا بر اساس تجزیه و تحلیل خود از تصاویر حساس‌تر NIRCam، به دنبال کهکشان‌های ستاره‌زایی پرداختند که ممکن است در زمان یونیزاسیون مجدد دارای خطوط انتشار باشند. سپس آنها تصاویر این کهکشانهای از پیش انتخاب شده را در طول‌موج‌های بلندتر با MIRI تجزیه و تحلیل کردند. آنها دریافتند که بسیاری از آنها در 5.6 میکرون بسیار روشن هستند، که نشان می‌دهد یک خط انتشار بسیار برجسته H-alpha در این منابع وجود دارد.

نویسنده اول پیرلوئیجی رینالدی می‌گوید: “این تحقیق امکان مطالعه کهکشان‌های اولیه را به روشی میسر می‌سازد که قبلا امکان‌پذیر نبود. نکته مهم این است که ما نشان داده‌ایم که این نوع مطالعه را می‌توان به طور معمول با JWST/MIRI انجام داد.”

اخترشناسان قصد دارند کهکشان‌ها را به صورت طیف سنجی با JWST دنبال کنند. هدف، کسب اطلاعات بیشتر در مورد شکل خطوط انتشار کهکشانها است که می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد سینماتیک گاز و دینامیک تشکیل ستاره ها به آنها بدهد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

MIRI instrument on JWST detects H-alpha emission during the Epoch of Reionization for the first time

by Netherlands Research School for Astronomy JUNE 13, 2023

https://phys.org/news/2023-06-miri-instrument-jwst-h-alpha-emission.html