سجل تلسكوب هابل الفضائي أول تأكيد لوجود بنية كونية غريبة في الكون. وهو تكوين غازي خالي تماما من النجوم. تم تسمية الكائن باسم Cloud-9. تتكون السحابة من غاز الهيدروجين المحايد وتهيمن عليه جاذبية المادة المظلمة. تم نشر البيانات في مجلة The Astrophysical Journal Letters.
يقع التكوين على بعد حوالي 14 مليون سنة ضوئية من الأرض. وهي تدور بالقرب من المجرة الحلزونية ميسييه 94. وصنف العلماء الاكتشاف على أنه سحابة من نوع سحابة H I المحدودة بإعادة التأين، والمعروفة بالاختصار RELHIC. يقدم السجل نظرة غير مسبوقة على ظروف الكون المبكر. يتطلب غياب ضوء النجوم معدات عالية الدقة للتحقق من صحة النتيجة.
التشكل الكروي والدور المركزي للجاذبية غير المرئية
يتمتع Cloud-9 بشكل كروي مدمج يثير اهتمام الباحثين. يبلغ قطر الهيكل آلاف السنين الضوئية. وعلى عكس سحب الهيدروجين الأخرى التي تم فهرستها بالفعل، يحافظ هذا التكوين على سلامة فيزيائية ملحوظة. يحدث استقرار الغاز بسبب حبس الجاذبية الناتج عن هالة ضخمة. تتكون هذه الهالة بالكامل من المادة المظلمة.
تعمل الديناميكيات الداخلية للكائن من خلال توازن دقيق. يعمل الضغط الذي يمارسه الغاز المحايد في مواجهة قوة الجاذبية للهالة غير المرئية. هذا التوازن يمنع المادة من الانهيار. وبدون الانهيار الجاذبي للغاز، لا تحدث عملية الاشتعال النووي. وبالتالي تصبح البيئة غير قادرة على توليد نجوم جديدة.
يعتبر علماء الفلك الهيكل أحفورة كونية حقيقية. ويحافظ على خصائص الفترة التي تلت الانفجار الكبير بفترة قصيرة. في ذلك الوقت، أدت ظاهرة إعادة التأين إلى تسخين الكون والحد من تبريد الغاز في الهياكل الأصغر. استحوذت السحابة 9 على الهيدروجين البدائي، لكن الاحتباس الحراري للكون أوقف تطوره. ظل النظام مجمداً في الوقت المناسب منذ ذلك الحين.
الفحص الأولي والتحقق من الصحة بواسطة الأجهزة البصرية
بدأت الرحلة لتأكيد Cloud-9 منذ ثلاث سنوات. أجرى التلسكوب الصيني FAST مسحًا لاسلكيًا ركز على انبعاثات الهيدروجين المحايدة. قامت المعدات برسم خرائط للمناطق المحيطة بالمجرات القريبة واكتشفت الشذوذ. وانضمت مراصد أرضية أخرى إلى البحث بعد فترة وجيزة. وأكد البنك الأخضر والمصفوفة الكبيرة جدًا وجود الغاز في المنطقة المشار إليها.
على الرغم من دقة البيانات الراديوية، إلا أن الأجهزة الأرضية كانت لها حدود. ولم يتمكنوا من استبعاد وجود مجموعات نجمية ضعيفة جدًا أو قديمة. احتاج فريق البحث إلى دقة بصرية أعلى. ثم تم توجيه تلسكوب هابل إلى الإحداثيات الدقيقة للشذوذ. كان الهدف هو حل الأجسام الفردية على مسافات كونية قصوى.
كان استخدام كاميرا هابل المتقدمة للاستطلاعات أمرًا حاسمًا. كشفت الصور الملتقطة فقط عن المجرات الخلفية التي تسطع من خلال سحابة الغاز. لم تكن هناك سجلات لمصادر الضوء النقطية التي تشير إلى النجوم المحلية. قضت الملاحظة على الفرضية القائلة بأن الجسم كان عبارة عن مجرة قزمة منتشرة للغاية. أدت حساسية المعدات الفضائية إلى إنهاء الشكوك حول التركيب البصري للهيكل.
المعلمات التي تحدد التصنيف العلمي للهيكل
ويتنبأ النموذج الكوني الحالي بوجود بقايا الهالات المظلمة. تمثل سحب RELHIC بالضبط هذه الفئة من الكائنات النظرية. يوفر Cloud-9 الحالة الأولى التي لاحظها العلم الحديث مباشرة. يتيح هذا الاكتشاف اختبار النظريات المعقدة حول سلوك المادة المظلمة على المقاييس تحت المجرية. إن غياب الضوء يجعل الكشف البصري التقليدي مستحيلاً عملياً.
تم التعرف على السحابة فقط بسبب انبعاث الراديو من الهيدروجين. يعمل الغاز كتتبع مرئي للجاذبية غير المرئية. حصل الهيكل على لقبه لأنه السحابة الغازية التاسعة التي تم تحديدها بالقرب من ميسييه 94. وقد لاحظ العلماء تفاصيل محددة تميز الجسم عن المجرات العادية.
- لا تظهر السحابة أي دليل على وجود تفاعل قوي مع المجرات المجاورة.
- ويستبعد الشكل الكروي التشوهات الشديدة الناجمة عن قوى المد والجزر.
- ويهيمن العنصر المظلم على الكتلة الإجمالية للنظام بالكامل تقريبًا.
- يُظهر الغاز الداخلي تشوهات طفيفة تدل على وجود ضغط من الوسط بين المجرات.
تشكل المادة المظلمة معظم الكتلة في الكون المعروف. لا يتفاعل مع الضوء أو الكهرومغناطيسية. تتيح لنا دراسة ديناميكيات الغاز في Cloud-9 استنتاج التوزيع الدقيق لهذه الكتلة غير المرئية. تساعد البيانات في تحسين نماذج تكوين الهياكل الكونية. تعمل السحابة كمختبر طبيعي للفيزياء الأساسية.
تحليل فريق البحث والخطوات التالية
وسلط الباحثون المشاركون في المشروع الضوء على أهمية هذا الاكتشاف لعلم الفلك. وصف أندرو فوكس Cloud-9 بأنها نافذة مباشرة على الكون المظلم. وأكد العالم أن النظرية الكونية تنبأت بالفعل بهذه الوفرة من الكتلة غير المرئية. ومع ذلك، فإن الكشف المباشر عن البيئة التي تهيمن عليها بشكل كامل ظل يمثل تحديًا تقنيًا.
تم وصف الهيكل أيضًا على أنه مجرة فاشلة من قبل الباحث أليخاندرو بينيتيز لامباي. يكشف تحليل الأنظمة التي لم تتطور عن تفاصيل مهمة حول عمليات التكوين الكوني. يسلط عدم وجود النجوم الضوء على لبنة بناء بدائية توقفت في الوقت المناسب. قارنت راشيل بيتون هذه الآثار بالمنازل المهجورة في حي المجرة. ويشير العالم إلى أن الكون المحلي قد يستضيف العديد من الأمثلة المماثلة الأخرى.
يحفز التأكيد المرئي عمليات بحث منهجية جديدة في كتالوجات الراديو. ومن المتوقع أن تجمع المسوحات الأعمق بين البيانات البصرية والترددات الراديوية في السنوات القادمة. يظهر تلسكوب جيمس ويب الفضائي كأداة رئيسية لمستقبل البحث. يتمتع الجهاز بالقدرة على إجراء عمليات مراقبة بالأشعة تحت الحمراء بحساسية غير مسبوقة. سيكون قادرًا على اختبار حدود أكثر صرامة لأي مجموعة نجمية متبقية.
سيتم تحديث عمليات محاكاة الفيزياء الفلكية العددية بناءً على معلمات Cloud-9. يهدف العلماء إلى تحديد عدد الهالات الصغيرة التي فشلت في تكوين المجرات على مدى مليارات السنين. ويؤكد هذا الاكتشاف الأهمية المستمرة لاستكشاف الفضاء. يواصل هابل تقديم نتائج غير مسبوقة وتحويل فهم الإنسان للكون. ويحتفظ التلسكوب بأهميته العلمية حتى بعد أكثر من ثلاثة عقود من التشغيل المستمر.