Wataalamu wa Anga za Juu Wafichua Viungo Vilivyokosekana katika Mageuzi ya Galaksi za Awali

Marekani - Shirika la Habari la Ekhbary

Wataalamu wa Anga za Juu Wafichua Viungo Vilivyokosekana katika Mageuzi ya Galaksi za Awali

Katika harakati zisizo na kikomo za kuelewa asili ya ulimwengu, timu ya kimataifa ya wataalamu wa anga za juu imepata maendeleo makubwa katika kufumbua mafumbo ya mageuzi ya galaksi. Kwa kuchanganya nguvu za darubini za hali ya juu za redio na macho, watafiti wametambua idadi ya ajabu ya galaksi zenye vumbi zinazotokana na umri mdogo wa ulimwengu. Ugunduzi huu unatoa dalili mpya kuhusu jinsi miundo hii mikuu ya ulimwengu ilivyoundwa mapema zaidi kuliko ilivyodhaniwa hapo awali. Hii maendeleo huwakilisha hatua muhimu katika kujaza mapengo katika uelewa wetu wa ratiba ya awali ya ulimwengu, hasa masharti yaliyosababisha kuibuka kwa galaksi za kwanza.

Maswali ya msingi kuhusu jinsi galaksi zinavyobadilika na zilipoanza kuunda yamekuwa changamoto kuu kwa wataalamu wa anga za juu na wataalamu wa kosmologia kwa muda mrefu. Njia ya kawaida ya mageuzi ya galaksi kwa kawaida hujumuisha awamu ya awali ya shughuli nyingi za kutengeneza nyota, ikifuatiwa na umri wa kati, na kisha umri wa uzee tulivu ambapo uzalishaji wa nyota huacha. Hata hivyo, njia hii inaweza kubadilika kwa kiasi kikubwa ikiwa galaksi itagongana na nyingine, tukio ambalo huchochea mawimbi mapya ya kuzaliwa kwa nyota. Ushahidi unaonyesha kuwa hii imekuwa hali tangu nyota na galaksi zilipoanza kuunda, mamia ya mamilioni ya miaka baada ya Big Bang.

Hii mafanikio ya hivi karibuni inahusishwa na timu inayoongozwa na Dk. Jorge Zavala, ambaye ana utaalam katika kusoma galaksi za awali kama hizo. Utafiti wa Dk. Zavala unajumuisha kutambua na kuelewa idadi ya nadra, galaksi zenye vumbi zinazounda nyota ambazo zilipatikana tu mwishoni mwa miaka ya 1990. Changamoto kubwa katika kusoma galaksi hizi ni uwepo wa vumbi la angani, ambalo huficha mwonekano wa moja kwa moja na huchukua mwangaza wa ultraviolet na unaoonekana unaotolewa na nyota kali za vijana. Mwangaza huu uliochukuliwa huwasha vumbi, ambalo kisha hutoa tena nishati kama mwangaza wa infrared.

Ili kusoma vitu hivi vya mbinguni vilivyofichwa, Zavala na timu yake waligeukia astronomia ya redio, haswa Atacama Large Millimeter Array (ALMA) nchini Chile. ALMA imewekwa kikamilifu ili kugundua mionzi ya infrared katika mawimbi maalum. Uchunguzi wa ALMA uliweka wazi takriban galaksi 400 zenye kung'aa na zenye vumbi katika Ulimwengu wa awali sana. Hatua inayofuata ilihusisha kuelekeza James Webb Space Telescope (JWST) kwenye takriban galaksi 70 kati ya hizi ili kuamua kwa usahihi umbali na umri wao.

Matokeo yanaonyesha kuwa galaksi hizi zilianza kuunda angalau miaka bilioni 13 iliyopita, miaka 700,000 tu baada ya Big Bang. Hii inaziweka kama viungo muhimu katika mnyororo mrefu wa malezi na mageuzi ya galaksi. "Galaksi zenye vumbi ni galaksi kubwa zenye kiasi kikubwa cha metali na vumbi la anga," alieleza Dk. Zavala. "Na galaksi hizi ni za zamani sana, ambayo inamaanisha kuwa nyota zilikuwa zinaundwa katika Ulimwengu wa awali, mapema zaidi kuliko mifumo yetu ya sasa inavyotabiri.".

Galaksi zilizosomwa na ALMA zinaonyesha idadi kubwa sana ya nyota, baadhi hufikia wingi wa hadi 10¹⁰ wingi wa jua. Pia zina viwango vya ajabu vya malezi ya nyota, zinazozalisha takriban wingi wa jua 100 kwa mwaka. Zaidi ya hayo, galaksi zilizosomwa na Zavala na washirika wake zilionyesha sifa nyingine ya kipekee; zinaonekana kuwa zinahusiana na aina zingine adimu za galaksi za awali. Moja ya seti hizi ni pamoja na galaksi za ultra-brilliant zinazounda nyota ambazo ziliongeza uzalishaji muda mfupi sana baada ya Big Bang. Seti nyingine inajumuisha galaksi za zamani, tulivu ambazo hazizalishi nyota kwa kiwango kikubwa.

Galaksi 400 zenye vumbi zilizochunguzwa na timu ya Zavala zilitoka kwa programu iitwayo ALMA CHAMPS Large Program. Mpango huu ni uchunguzi wa bendi nyingi katika safu ndogo ya milimita iliyoundwa kuchunguza galaksi kupitia muda wa angani, hadi kwenye Enzi ya Reionization (Epoch of Reionization). Lengo lake kuu ni kuchunguza vyanzo vyenye kung'aa na vyenye vumbi katika vipindi vya awali ili kufuatilia mageuzi ya galaksi, kuanzia zile za kwanza kuunda. Uchunguzi wa sasa, pamoja na tafiti za JWST katika uwanja wa COSMOS, zinaonyesha kuwa "tarehe ya kuanza" kwa malezi ya galaksi inasukumwa nyuma zaidi, karibu na Big Bang kuliko hapo awali. Hata hivyo, mapengo katika rekodi ya ulimwengu yanabaki, na kufanya tafiti kama hizi kuwa muhimu kwa kugundua idadi kubwa ya nyota na galaksi za awali.

Dk. Zavala na timu yake pia wanatamani kuchunguza uhusiano kati ya galaksi hizi za awali zenye vumbi na galaksi za mbali zaidi zenye kung'aa kwa ultraviolet zilizogunduliwa na JWST. Inawezekana sana kwamba vikundi hivi - zile zenye vumbi, zile zenye kung'aa, na idadi ya galaksi kubwa tulivu kwa umbali wa karibu kidogo (z=3-5) - zimeunganishwa kama vikundi vya vizalia-vitangulizi, kulingana na wingi wao, mabadiliko ya nyekundu, na wingi wa nyota. Kwa kawaida, uchunguzi zaidi na ALMA, JWST, na vifaa vingine ni muhimu ili kujenga sampuli ya takwimu yenye maana ya galaksi kwa ajili ya utafiti na kuthibitisha uhusiano huu.

Kuweka muda wa nyota na galaksi za kwanza, pamoja na kuelewa michakato yao ya mageuzi, kunabaki kuwa moja ya mipaka ya kusisimua zaidi katika masomo ya galaksi. Kila seti mpya ya uchunguzi huturuhusu kuangalia zaidi nyuma kwa wakati, kuelekea wakati huo muhimu ambapo ulimwengu ulipoanza. Kwa bahati mbaya, kipindi kinachojulikana kama "Enzi za Giza za Ulimwengu" mara baada ya Big Bang kilificha mtazamo wetu wa mchakato huu wa kuzaliwa kwa ulimwengu. Hata hivyo, ulimwengu ulipopanuka, mwangaza uliweza kusafiri kwa uhuru zaidi, ukianzisha Enzi ya Reionization. Kipindi hiki, kinachoanza kama milioni mia moja baadaye baada ya Big Bang, kinatoa mwonekano wetu wa kwanza thabiti wa ulimwengu wa awali na nyota na galaksi za kitoto ambazo zilikuwa zinaanza kuunda.

Shirika la Habari la Ekhbary