يمكننا تحديد موعد انتهاء عصر إعادة التأيُّن من خلال النظر إلى الإشعاع المنبعث من الكوازارات. تصدر الكوازارات إشعاعًا يغطي نطاقًا كبيرًا من الأطوال الموجية ضمن الطيف الكهرومغناطيسي. تخيل أن الكوازار أصبح الآن على مسافة قريبة من كوننا الشديد التأين. يمكن للإشعاع الصادر من الكوازار أن يصل إلينا دون عوائق، حيث لا توجد ذرات هيدروجين تمتص الفوتونات. وبهذا يمكننا رصد الطيف الكامل المنبعث. تخيل الآن أن الكوازار على مسافة بعيدة جدًّا، وأن الضوء الذي نراه كان أقدم بكثير وكان عليه أن يسافر عبر كون مختلف تمامًا، كون مليء بالهيدروجين المتعادل أثناء عصر إعادة التأين أو قبله. يعتبر الهيدروجين المتعادل ماصًا ممتازًا للفوتونات؛ ينتج عن ذلك خط امتصاص، أو انخفاض طفيف في الطيف، حيث يمتص الهيدروجين الفوتونات عند طول موجي معين كلما ابتعد الكوازار، طالت مدة مقاومة فوتوناته للهيدروجين المتعادل تفقد هذه الفوتونات الطاقة أثناء انتقالها، وبالتالي فإن ما كان في الأصل فوتونات عالية الطاقة أصبح الآن يتمتع بطاقة / طول موجي يتوافق مع مستويات الطاقة لذرة هيدروجين. وتمتص ذرات الهيدروجين كل الفوتونات التي تمتلك ذلك المستوى من الطاقة، وينتج عن ذلك خط امتصاص آخر. كلما زادت نسبة تعادل الهيدروجين التي تواجه الفوتونات في طريقها إلينا، ظهرت خطوط امتصاص أكثر على طول الطيف، وينتج عن ذلك ظهور

شكل 1: يُصدر الكوازار إشعاعًا عبر مجموعة كبيرة من الأطوال الموجية. عندما يواجه الضوء سحابة هيدروجين متعادل، يمتص الهيدروجين المتعادل الفوتونات، وينتج عن ذلك خط امتصاص. يمكن للمنخفض الطيفي الناتج عن الاندماج التام لخطوط الامتصاص أن يمدنا بمعلومات عن حالة تأين الكون.

عند رصد أطياف الكوازارات، نجد عمومًا أن المنخفضات الطيفية المتكونة عن الاندماج التام لخطوط الامتصاص تكون أكبر في الكوازارات قبل إعادة التأيُّن أو خلالها؛ وذلك لأن الفوتونات تصادف هنا المزيد من سحب الهيدروجين المتعادل، مما يعني وجود المزيد من خطوط الامتصاص. هناك تغير سريع في تكون المنخفضات الطيفية، مما يشير إلى حدوث تغير مفاجئ في محتوى الهيدروجين المتعادل في الكون. ويشير ذلك إلى أن الكون قد تأيَّن بسرعة بعد حوالي مليار سنة من الانفجار العظيم. ومن الواضح أيضًا أن بيئة الكوازارات ليست واحدة. فبعضها لديه منخفضات طيفية محددة المعالم ومنتظمة في حين أن البعض الآخر لديه منخفضات طيفية غير محددة المعالم وغير منتظمة رغم أنها رصدت على مسافات متساوية أو في أوقات متماثلة، مما يشير إلى وجود نسبة أقل من الهيدروجين المتعادل في ذلك الوقت في مكان بعينه. وهذا معناه أن عملية إعادة التأين لم تحدث بقدر متساو. ومن المتوقع ألا تتصرف النجوم الأولى والثقوب السوداء بطريقة متزامنة عبر الكون العملاق ففي بعض أجزاء الكون كانت إعادة التأين سريعة، بينما كانت أبطأ في أجزاء أخرى. يوضح لنا نمط الشبكة الأساسي الذي نسجته المادة المظلمة أن هناك مناطق عالية الكثافة تشكّل فيها الكثير من المجرات، وهناك أيضًا مناطق فارغة منخفضة الكثافة. ولا عجب أن عملية إعادة التأين تسير وفق هذا المبدأ، حيث تتأين المناطق العالية الكثافة أولا، تليها بعد ذلك المناطق المنخفضة الكثافة. نحن نعلم من بيانات إشعاع الخلفية الكونية الميكروي أن إعادة التأين كانت سريعة حيث استغرقت حوالي 500 مليون سنة فقط. ونعلم من بيانات الكوازارات أن عصر إعادة التأين قد انتهى بعد مليار سنة من الانفجار العظيم، ونعلم من بيانات هابل أن المجرات الكبيرة لا يمكن أن تكون وحدها المسئولة عن تأين الكون. توفر هذه البيانات عوامل قيمة لتضييق نطاق الاحتمالات في نماذج المحاكاة العديدة المتوفرة لدينا، التي تحتوي جميعها على عناصر مختلفة: نجوم الجمهرة الثالثة وثنائيات الأشعة السينية والمادة المظلمة الفانية، والكوازارات. إن رصد الفقاعات نفسها سيوفر العامل الأكثر قيمة في تضييق نطاق الاحتمالات، ويكشف لنا خصائص جميع مصادر التأين هذه. تمثل فقاعات الهيدروجين المتأين دليلا على وجود النجوم الأولى. كان شيرلوك هولمز معتادا على استخدام عدسته المكبرة الموثوق بها لفحص الأدلة عن كثب، والكشف عن أدق التفاصيل التي قد تميط اللثام عن هوية الجاني. لا توجد لدينا عدسة مكبرة، أعني تلسكوبًا بصريًّا كبيرًا بما يكفي للنظر بعيدًا بما فيه الكفاية، وحتى لو كان لدينا تلسكوب بهذه المواصفات، فلن يكون ذا فائدة كبيرة عندما يكون الهيدروجين هو ما نحاول رصده وتتبعه. لقد ذكرنا الهيدروجين كثيرًا حتى الآن فهو العنصر الأكثر شيوعا في الكون( إذا نحينا المادة المظلمة جانبًا)، وهو المكوّن الرئيسي للنجوم الذي يغذي الاندماج ويوفر الحرارة والضوء. ومن المنطقي جدًّا أن يكون مفتاح اكتشاف النجوم الأولى هو الهيدروجين أيضًا. فالهيدروجين المتبقي المحيط بالنجوم الأولى يمنحنا نظرة ثاقبة حول هذا العصر بفضل التكنولوجيا المتوفرة لدينا الآن ربما نكون قد تمكنا من معرفة تأثير النجوم الأولى على الهيدروجين المحيط، لكن كيف يساعدنا ذلك في اكتشافها؟ ففي نهاية المطاف يمكنني التقاط صورة للهيدروجين على الأرض ولكن لن يظهر فيها أي شيء؛ لأن الهيدروجين غير مرئي أو بمعنى أصح أطواله الموجية الضوئية غير مرئية. فالضوء عبارة عن طيف، وفي الأطوال الموجية الراديوية، يضيء الهيدروجين مثل شجرة عيد الميلاد.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

وفد العتبة العباسية المقدسة: توزيع المساعدات إلى الشعب الإيراني أُجري بالتنسيق مع مكتب المرجعية العليا في مدينة قم

وفد العتبة العباسية المقدسة يعلن إيصال المساعدات الإنسانية لتوزيعها على المتضررين في إيران

في مقابلة خاصة.. رئيس وفد قافلة العتبة العباسية المقدسة يكشف عن تفاصيل رحلة إيصال المساعدات للشعب الإيراني

ضمن حملتها الإنسانية.. وفد العتبة العباسية المقدسة يزور الجرحى وعوائل الشهداء في إيران

المزيد

الآخبار الصحية

الشاشات ليست مجرد ترفيه.. تأثيرات طويلة المدى على دماغ طفلك

الأسباب الرئيسية لنقص الطاقة في الجسم

الكاكاو وتأثيره على العين.. نتائج واعدة من تجارب مخبرية

طبيب يحذر: أطعمة شائعة الاستهلاك أخطر على صحتنا من التدخين

المزيد

الآخبار التكنلوجية

باحثون في "نيويورك أبوظبي" يطورون تقنيات لرصد وعلاج الأورام

جيتكس إفريقيا.. المغرب يجمع "رواد التكنولوجيا" من 103 دول

طاقم أرتميس 2 يحطم رقما قياسيا ويستعرض الجانب البعيد للقمر

"أرتيميس 2" تنطلق حول القمر وتحطم الرقم القياسي

المزيد

مواضيع ذات صلة

العامل الأول: إشعاع الخلفية الكونية الميكروي

مصادر الفوتونات المجرات

مصادر الفوتونات الكوازارات (النجوم الزائفة)

مصادر الفوتونات النجوم الأولى

تزايد الفقاعات واندماجها

إعادة التأين

موجات الجاذبية

الثقوب السوداء ذات الوزن الزائد

أكثر من 260 كتلة شمسية: الثقوب السوداء ذات الانهيار المباشر

ما بين 100- 260 كتلة شمسية: مستعر أعظم غير مستقر الأزواج

ما بين 8 كتل شمسية و20 كتلة شمسية: نجم نيوتروني

أقل من 8 كتل شمسية: قزم أبيض