ما الذي يكمن بين المجرات؟

غالبًا ما يفكر الناس في الفضاء "فارغ" أو "فراغ" ، وهذا يعني أنه لا يوجد شيء على الإطلاق. يشير مصطلح "فراغ الفراغ" غالبًا إلى هذا الفراغ. ومع ذلك ، اتضح أن المساحة بين الكواكب مشغولة بالفعل بالكويكبات والمذنبات والغبار. يمكن ملء الفراغات بين النجوم في مجرتنا بغيوم ضعيفة من الغاز وجزيئات أخرى. ولكن ، ماذا عن المناطق بين المجرات؟ هل هم فارغون أم لديهم "أشياء" فيها؟

الجواب الذي يتوقعه الجميع ، "فراغ فارغ" ، ليس صحيحًا أيضًا. مثلما تحتوي بقية المساحة على "أشياء" فيها ، كذلك توجد مساحة بين المجرات. في الواقع ، تُستخدم الآن كلمة "باطل" عادةً في المناطق العملاقة التي لا توجد فيها مجرات ، ولكن يبدو أنها لا تزال تحتوي على نوع من المادة.

إذن ، ما هو بين المجرات؟ في بعض الحالات ، هناك سحب من الغاز الساخن تنطلق عندما تتفاعل المجرات وتتصادم. تحصل هذه المادة على "تمزيق" من المجرات بقوة الجاذبية ، وغالبًا ما تصطدم بمادة أخرى. هذا يعطي قبالة الإشعاع يسمى الأشعة السينية ويمكن اكتشافها باستخدام أدوات مثل مرصد Chandra X-Ray Observatory. ولكن ليس كل شيء بين المجرات حار. وبعضها خافت إلى حد ما ويصعب اكتشافه ، ويُعتقد أنه غازات باردة وغبار.

بفضل الصور والبيانات التي تم التقاطها باستخدام أداة متخصصة تسمى Imaging Web Cosmic في مرصد Palomar on منظار هيل 200 بوصة ، يعرف علماء الفلك الآن أن هناك الكثير من المواد في مساحات شاسعة من الفضاء حول المجرات. يسمونه "المادة الخافتة" لأنها ليست مشرقة مثل النجوم أو السدم ، لكنها ليست مظلمة بحيث لا يمكن اكتشافها. يبحث Cosmic Web Imager l (إلى جانب الأدوات الأخرى الموجودة في الفضاء) عن هذه المسألة في الوسط المجرات (IGM) والمخططات حيث تكون أكثر وفرة وحيث لا توجد.

كيف "يرى" علماء الفلك ماذا يوجد هناك؟ من الواضح أن المناطق الواقعة بين المجرات مظلمة ، نظرًا لوجود عدد قليل من النجوم أو عدم وجودها لتضيء الظلام. وهذا يجعل من الصعب دراسة تلك المناطق في الضوء البصري (الضوء الذي نراه بأعيننا). لذلك ، ينظر علماء الفلك إلى الضوء الذي يتدفق عبر المجرات بين المجرات ودراسة كيفية تأثرها برحلتها.

على سبيل المثال ، تم تصميم Cosmic Web Imager على وجه التحديد للنظر إلى الضوء القادم من المجرات البعيدة و الكوازارات لأنه يتدفق من خلال هذه الوسيلة المجرات. مع مرور الضوء ، يمتص الغازات في IGM بعضها. تظهر عمليات الامتصاص هذه كخطوط سوداء على شكل شريط أسود في الأطياف التي ينتجها Imager. يخبرون علماء الفلك تركيب الغازات "هناك". غازات معينة تمتص بعض الأطوال الموجية ، لذلك إذا كان "الرسم البياني" يظهر الفجوات في أماكن معينة ، ثم يخبرهم ما هي الغازات الموجودة هناك التي تفعل ذلك استيعاب.

ومن المثير للاهتمام ، أنهم يروون أيضا قصة من الظروف في الكون المبكر ، عن الأشياء التي كانت موجودة آنذاك وماذا كانوا يفعلون. يمكن أن يكشف Spectra عن تكوين النجوم ، وتدفق الغازات من منطقة إلى أخرى ، وموت النجوم ، ومدى سرعة تحرك الأجسام ، ودرجات الحرارة ، وأكثر من ذلك بكثير. يقوم "Imager" بالتقاط صور لـ IGM وكذلك الأشياء البعيدة بأطوال موجية مختلفة. فهو لا يسمح فقط لعلماء الفلك برؤية هذه الكائنات ، بل يمكنهم أيضًا استخدام البيانات التي يحصلون عليها للتعرف على تكوين الجسم البعيد وكتلته وسرعته.

يهتم الفلكيون بـ "الشبكة" الكونية للمواد التي تتدفق بين المجرات والمجموعات. يسألون من أين يأتي ، ومن أين يتجه ، وكم هو دافئ ، وكم منه.

إنهم يبحثون بشكل رئيسي عن الهيدروجين لأنه العنصر الرئيسي في الفضاء وينبعث الضوء على وجه التحديد فوق بنفسجي الطول الموجي دعا ليمان ألفا. الغلاف الجوي للأرض يحجب الضوء على الأطوال الموجية فوق البنفسجية ، لذلك يسهل ملاحظة ليمان ألفا من الفضاء. هذا يعني أن معظم الأدوات التي تراقبها أعلى من الغلاف الجوي للأرض. هم إما على متن بالونات شاهقة الارتفاع أو على متن مركبة فضائية. لكن الضوء من الكون البعيد للغاية الذي يمر عبر IGM له أطوال موجية ممتدة بواسطة تمدد الكون ؛ وهذا هو ، يصل الضوء "أحمر تحول" ، والذي يسمح الفلكيين للكشف عن بصمة إشارة ليمان ألفا في الضوء الذي يحصلون عليه من خلال Imaging Web Cosmic وغيرها من القواعد الأرضية الادوات.

ركز علماء الفلك على الضوء من الأجسام التي كانت نشطة في العودة عندما كانت المجرة يبلغ عمرها ملياري سنة فقط. من الناحية الكونية ، هذا يشبه النظر إلى الكون عندما كان رضيعًا. في ذلك الوقت ، اشتعلت النيران في المجرات الأولى بتكوين النجوم. بدأت بعض المجرات تتشكل لتتصادم مع بعضها البعض لإنشاء مدن أكبر وأكبر. تبين أن هناك الكثير من "النقط" المجرات الأولية التي بدأت للتو في التجميع. واحد على الأقل درسه علماء الفلك كان ضخمًا جدًا ، أكبر بثلاث مرات من الفلك مجرة درب التبانة (التي يبلغ قطرها حوالي 100000 سنة ضوئية). قام Imager أيضًا بدراسة الكوازارات البعيدة ، مثل تلك الموضحة أعلاه ، لتتبع بيئاتها وأنشطتها. الكوازرات هي "محركات" نشطة للغاية في قلوب المجرات. من المحتمل أن تكون مدفوعة بثقوب سوداء ، تلتهم مادة شديدة السخونة تنبعث منها إشعاعات قوية أثناء دورانها في الثقب الأسود.

تستمر دراسة الأشياء بين المجرات في الظهور مثل رواية بوليسية. هناك الكثير من الدلائل حول ما يوجد هناك ، وبعض الأدلة المحددة لإثبات وجود بعض الغازات والغبار ، والكثير من الأدلة لجمعها. تستخدم أدوات مثل Cosmic Web Imager ما يرونه للكشف عن أدلة على الأحداث والكائنات منذ فترة طويلة في الضوء المنبعث من أكثر الأشياء البعيدة في الكون. والخطوة التالية هي اتباع هذا الدليل لمعرفة بالضبط ما هو موجود في IGM واكتشاف الكائنات البعيدة التي ينير ضوءها. هذا جزء مهم من تحديد ما حدث في بداية الكون ، قبل مليارات السنين من وجود كوكبنا ونجمنا.