ورقة بحثية منشورة في دورية Nature بتاريخ 22 فبراير 2023، تتناول اكتشاف مجموعة من المجرات الحمراء الضخمة المحتملة في الكون المبكر، بعد حوالي 600 مليون سنة من الانفجار العظيم. استخدمت الدراسة بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).
البحث، الذي يعتمد على البيانات الأولية من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، يستكشف المجرات الضخمة المحتملة في المراحل الأولى من الكون، بعد حوالي 500 إلى 700 مليون سنة من الانفجار العظيم (عند انزياحات حمراء تتراوح بين 7.4 و 9.1).
- المشكلة ليست مجرد اختلاف كمي بسيط، بل هي مشكلة أساسية تتعلق بصحة النموذج.والثوابت الفزيائية الحالية
النقاط الرئيسية
- اكتشاف مجرات ضخمة محتملة: تم تحديد ستة مجرات مرشحة بكتل نجمية تزيد عن 10^10 كتلة شمسية، وواحدة قد تصل كتلتها إلى 10^11 كتلة شمسية، وهو ما يعادل تقريبًا كتلة مجرة درب التبانة الحالية.
- استخدام بيانات JWST: اعتمد البحث على الصور الملتقطة بواسطة كاميرا NIRCam على تلسكوب JWST، والتي توفر حساسية ودقة غير مسبوقة في الأطوال الموجية تحت الحمراء القريبة، مما مكن من اكتشاف هذه المجرات الحمراء الخافتة.
- تقنية "الانقطاع المزدوج": استخدم الباحثون تقنية "الانقطاع المزدوج" في توزيعات الطاقة الطيفية للمجرات لاختيار المجرات ذات الانزياحات الحمراء العالية، حيث يتميز هذا النوع من المجرات بانقطاعين في طيفها: انقطاع Lyman وانقطاع Balmer.
- تحديات القياس: يواجه الباحثون تحديات في تحديد الكتل الدقيقة لهذه المجرات بسبب طبيعتها الخافتة وألوانها الحمراء، حيث قد تكون ناجمة عن الغبار أو خطوط الانبعاث القوية أو كليهما.
- أهمية الاكتشاف: إذا تم تأكيد هذه الاكتشافات بواسطة التحليل الطيفي، فإنها تشير إلى أن كثافة الكتلة النجمية في المجرات الضخمة في الكون المبكر كانت أعلى بكثير مما كان متوقعًا من الدراسات السابقة، مما قد يتطلب إعادة النظر في النماذج الحالية لتطور المجرات.
- تفسيرات محتملة: يقترح الباحثون تفسيرين محتملين لهذه النتائج: إما أن الكتل المُقاسة دقيقة وأن المجرات الضخمة كانت أكثر وفرة في وقت مبكر من الكون مما كان يُعتقد، أو أن الكتل مُبالغ فيها بسبب تأثيرات غير مفهومة أو وجود نواة مجرية نشطة.
- الخطوات المستقبلية: يدعو الباحثون إلى إجراء المزيد من الدراسات، بما في ذلك التحليل الطيفي بواسطة JWST، لتأكيد طبيعة هذه المجرات وتحديد كتلها بدقة أكبر.
بشكل عام، يقدم هذا البحث نتائج مثيرة للاهتمام حول تطور المجرات في الكون المبكر، ويشير إلى أن JWST قد يحدث ثورة في فهمنا لتكوين وتطور المجرات في العصور الأولى للكون.
المؤلفون: إيفو لابيه، بيتر فان دوكوم، إريكا نيلسون، راشيل بيزانسون، كاثرين أ. سويس، جويل ليجا، غابرييل برامر، كاثرين Whitaker، إليجاه ماثيوز، ماورو ستيفانون، وبينججي وانغ.
المنهجية:
- استخدمت الدراسة بيانات من برنامج JWST Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS)، وتحديدًا صورًا متعددة النطاقات عند 1-5 ميكرومتر تم الحصول عليها باستخدام كاميرا NIRCam.
- تم اختيار المجرات المرشحة الضخمة بناءً على وجود فواصل طيفية مزاحة نحو الأحمر في توزيعات الطاقة الطيفية (SEDs): فاصل Lyman (λrest = 1216 Å) وفاصل Balmer (λrest ≈ 3600 Å).
- تم تقدير الانزياحات الحمراء والكتل النجمية باستخدام ثلاث تقنيات مستخدمة على نطاق واسع: EAZY (مع قوالب محسنة لخطوط الانبعاث)، Prospector-α، و Bagpipes (مع خمسة تكوينات).
أظهرت الدراسة أن هذه المجرات الحمراء أكثر احمرارًا بكثير من المجرات التي تم اكتشافها سابقًا في نفس الفترة الزمنية، مما يشير إلى أنها قد تحتوي على كميات أكبر من الغبار أو أنها أقدم من المتوقع. كما أن كثافة الكتلة النجمية في هذه المجرات أعلى بكثير مما كان متوقعًا بناءً على الدراسات السابقة. إذا تم تأكيد هذه النتائج من خلال التحليل الطيفي، فإنها ستشير إلى أن المجرات الضخمة تشكلت في وقت مبكر بشكل أسرع مما كان يعتقد سابقًا، وهو ما يطرح تحديات للنماذج الكونية الحالية. يشير الباحثون إلى أن هناك تفسيرين محتملين لهذه النتائج: إما أن الكتل النجمية المقدرة صحيحة، مما يعني أن معظم الكتلة النجمية في الانزياح الأحمر 7-9 موجودة في المجرات الضخمة، أو أن الكتل مبالغ فيها بأكثر من 10-100 مرة. يرجح الباحثون أن الوضع قد يكون بين هذين النقيضين، ويؤكدون على الحاجة إلى مزيد من الدراسات لتأكيد هذه النتائج.
التفسير الأول:الذي قدمه البحث
- صحة الانزياحات الحمراء والكتل الاسمية: إذا كانت هذه القيم صحيحة، فإن كثافة الكتلة في المجرات الأكثر ضخامة ستكون أعلى بكثير من التقديرات السابقة، مما يعني أن معظم الكتلة النجمية في الكون المبكر موجودة في هذه المجرات الضخمة.
- مشاكل هذا التفسير: يصعب تحقيق هذه الكثافات الكبيرة في نموذج علم الكون القياسي للمادة المظلمة الباردة Λ، حيث أنها تتجاوز الحد الذي يفرضه عدد الباريونات المتاحة في هالات المادة المظلمة.
التفسير الثاني:
- خطأ الكتل الاسمية: تفترض هذه الفرضية أن الكتل الاسمية أكبر من الكتل الحقيقية بعوامل كبيرة (10-100 مرة).
- مشاكل هذا التفسير: يتطلب هذا التفسير افتراضات معينة حول امتصاص الغبار وأعمار النجوم، وقد لا تكون التقنيات المستخدمة لتقدير الكتل قابلة للتطبيق على هذه المجرات البعيدة.
الخلاصة:
- الوضع بين الحدين: من المرجح أن الوضع الحقيقي يقع بين هذين التفسيرين المتطرفين.
- الحاجة إلى مزيد من البيانات: هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات والبيانات، مثل التحليل الطيفي بواسطة NIRSpec، لقياس الانزياحات الحمراء بدقة وتحديد مساهمات خطوط الانبعاث.
- أهمية الكتل الديناميكية: من الضروري أيضًا قياس الكتل الديناميكية لاختبار صحة نموذج المادة المظلمة الباردة Λ.
الشكل ١: الانزياحات الحمراء والكتل النجمية التقريبية للمجرات المُختارة ذات الانقطاع المزدوج.
تُعرض الدوائر الرمادية الانزياحات الحمراء والكتل النجمية المُحددة بواسطة برنامج EAZY باستخدام قوالب مُعززة بخطوط الانبعاث (دالة كتلة سالبيتر الأولية) للأجسام ذات نسبة الإشارة إلى الضوضاء SNR أكبر من ٨ في النطاق F444W. تُظهر الرموز الحمراء الكبيرة الانزياحات الحمراء والكتل الاسمية للمجرات اللامعة (F444W < 27 AB) التي تستوفي معايير اختيارنا للانقطاع المزدوج. تمثلُ القيم غير المؤكدة النسبة المئوية بين القيمتين ١٦ و ٨٤ من توزيع الاحتمالية اللاحقة. جميع المجرات لها انزياحات حمراء ضمن النطاق ٦٫٥ < z < ٩٫١. ستة مجرات مرشحة لتكون مجرات ضخمة بكتل اسمية M* > 10^10 M☉.
الشكل ٢: صور لأعلى ست مجرات ذات كتل ظاهرية كدالةٍ لطول الموجة.
الكُتل النجمية الاسمية لهذه المجرات هي (log(M*/M☉) > 10). حجم كل صورة مُقتطعة هو ٢٫٤ بوصة × ٢٫٤ بوصة. تتراوح الأطوال الموجية للمرشحات من ٠٫٦ ميكرومتر (المرشح F606W من تلسكوب هابل الفضائي/جهاز ACS) إلى ٤٫٤ ميكرومتر (المرشح F444W من جهاز NIRCam على متن تلسكوب جيمس ويب الفضائي). المجرات غير مرئية في المرشحات البصرية، وتظهر باللون الأزرق في مرشحات NIRCam ذات الأطوال الموجية القصيرة، وباللون الأحمر في مرشحات NIRCam ذات الأطوال الموجية الطويلة. تُظهر الصور الملونة كلاً من F150W باللون الأزرق، وF277W باللون الأخضر، وF444W باللون الأحمر
.النتائج الرئيسية:
- تم تحديد ست مجرات مرشحة ضخمة (كتلة نجمية تزيد عن 10^10 كتلة شمسية) عند انزياحات حمراء تتراوح بين 7.4 و 9.1، أي ما يعادل 500-700 مليون سنة بعد الانفجار العظيم.
- إحدى المجرات المرشحة قد تمتلك كتلة نجمية تقارب 10^11 كتلة شمسية.
- هذه المجرات أكثر احمرارًا بشكل ملحوظ من المجرات التي تم رصدها سابقًا عند نفس الانزياحات الحمراء، مما يشير إلى احتمالية وجود نسب أعلى من الكتلة إلى الضوء.
- إذا تم تأكيد هذه الاكتشافات طيفيًا، فإن الكثافة الكتلية النجمية في المجرات الضخمة في هذه الحقبة المبكرة ستكون أعلى بكثير مما كان متوقعًا من الدراسات السابقة.
المناقشة والتداعيات:
- تشير هذه النتائج إلى وجود مجموعة من المجرات الحمراء الضخمة في الكون المبكر والتي لم يتم رصدها من قبل.
- قد تتحدى الكثافة الكتلية النجمية العالية المحتملة النماذج الكونية الحالية أو تشير إلى نقص كبير في الدراسات السابقة.
- تؤكد الدراسة على إمكانات JWST في إحداث ثورة في فهمنا لتكوين وتطور المجرات في الكون المبكر.
اقتباسات من الورقة:
- "The galaxies were identified in the first observations of the James Webb Space Telescope (JWST) Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) program."
- "We find six candidate massive galaxies (stellar mass more than 10^10 solar masses) at 7.4 ≤ z ≤ 9.1, 500–700 Myr after the Big Bang, including one galaxy with a possible stellar mass of
roughly 10^11 solar masses." - "If verified with spectroscopy, the stellar mass density in massive galaxies would be much higher than anticipated from previous studies
on the basis of rest-frame ultraviolet-selected samples."
الشكل ٣: أطياف التوزيع الطيفي و مُلَاءَمات نموذج التجمعات النجمية.
الشكل ٣
أ، القياسات الضوئية (مربعات سوداء)، ونماذج EAZY الأفضل مُلَاءَمة (خطوط حمراء)، وتوزيع احتمالية الانزياح الأحمر P(z) (مخططات تكرارية ممتلئة باللون الرمادي) لست مجرات ذات كتل اسمية ظاهرية log(M*/M☉) > 10. وحدات كثافة التدفق هي fν. تمثل القيم غير المؤكدة والحدود العليا (مثلثات) انحرافاً معيارياً واحداً (1σ). يتم تدوين الكتل النجمية والانزياحات الحمراء الاسمية الأفضل مُلَاءَمة. تتميز أطياف التوزيع الطيفي بانقطاع مزدوج: انقطاع ليمن وانعطاف عند أكثر من ٣ ميكرومتر. تظهر خطوط الانبعاث في النطاقات ذات الأطوال الموجية الأطول في عدة حالات.
ب، متوسط طيف التوزيع الطيفي في الإطار المرجعي للست مجرات المرشحة للكتل الضخمة (نقاط حمراء) والنسبة المئوية بين القيمتين ١٦ و ٨٤ من الوسيط المتحرك (منطقة مُظللة). الخط الأحمر هو نموذج EAZY الوسيطي الأفضل مُلَاءَمة. تُظهر المربعات الخضراء والخط الأخضر متوسط المجرات المُختارة بالأشعة فوق البنفسجية في الإطار المرجعي عند z = 8، 10 من HST + Spitzer3,15. تُظهر المثلثات الرمادية مجرتين تم تأكيدهما طيفياً عند z يقارب ٩ (مراجع ٢٣، ٣٤، ٣٥). المجرات المُختارة ذات الانقطاع المزدوج أكثر احمراراً بشكل ملحوظ من الأجسام التي تم تحديدها سابقاً عند انزياحات حمراء مماثلة. قد يكون هذا بسبب ارتفاع نسبة الكتلة إلى الضوء M/L أو التأثيرات غير المُتضمنة في نموذجنا، مثل النواة المجرية النشطة أو الخطوط الغريبة.
الشكل ٤: كثافة الكتلة النجمية التراكمية، إذا تم تأكيد الكتل الاسمية للمجرات الحمراء المُختارة بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).
تُظهر الرموز الصلبة كثافة الكتلة الإجمالية في نطاقين للانزياح الأحمر، ٧ < z < ٨٫٥ و ٨٫٥ < z < ١٠، بناءً على أكثر ثلاث مجرات ضخمة في كل نطاق. تعكس القيم غير المؤكدة كلاً من الإحصائيات البوسونية والتباين الكوني. الخطوط المتقطعة مُشتقة من مُلاءمات دالة شيختر للعينات المُختارة بالأشعة فوق البنفسجية (UV)³. سوف تتجاوز المجرات المُختارة بواسطة JWST بشكل كبير كثافات الكتل للمجرات الضخمة التي كانت مُتوقعة عند هذه الانزياحات الحمراء بناءً على الدراسات السابقة. يشير هذا إلى أن هذه الدراسات كانت غير مكتملة إلى حد كبير أو أن الكتل الاسمية مُبالغ فيها بمعامل كبير.
- القياس الضوئي: تم إجراء الكشف عن المصدر والقياس الضوئي باستخدام إجراءات astropy و photutils القياسية.
- اختيار العينة: تم اختيار المجرات المرشحة عالية الانزياح الأحمر بناءً على توقيع SED "فاصل مزدوج".
- تركيب SED: تم اشتقاق الانزياحات الحمراء والكتل النجمية باستخدام EAZY و Prospector و Bagpipes.
- لكثافة الكتلية النجمية: يشير الاكتشاف إلى أن الكثافة الكتلية النجمية في المجرات الضخمة في الحقبة المبكرة قد تكون أعلى بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. هذا يمكن أن يكون له تأثير كبير على فهمنا لتكوين المجرات وتطورها في المراحل الأولى من الكون.
- تحديات للنماذج الكونية: قد يشكل وجود هذه المجرات الضخمة في وقت مبكر تحديًا للنماذج الكونية الحالية، حيث يصعب تفسير كيفية تشكل مثل هذه المجرات الكبيرة في فترة زمنية قصيرة بعد الانفجار العظيم.
- الخطوات المستقبلية: يتطلع الباحثون إلى إجراء المزيد من الدراسات، بما في ذلك التحليل الطيفي لهذه المجرات، لتأكيد طبيعتها وخصائصها بشكل أفضل.
اقتباسات من الورقة
- "The masses that we derive are intriguing in the context of previous studies. No candidate galaxies with log(M*/M☉) > 10.5 had been found before beyond z of roughly 7, and no candidates with log(M*/M☉) > 10 had been found beyond z of roughly 8."
- "If confirmed, the JWST-selected objects would fall in a different region of Fig. 4, in the top right, as the JWST-derived fiducial mass densities are far higher than the expected
values on the basis of the UV-selected samples." - "Future JWST NIRSpec spectroscopy can be used to measure accurate redshifts as well as the precise contributions of emission lines and to the observed photometry."
المنهجية: اعتمدت الدراسة على تحليل صور متعددة الأطوال الموجية من تلسكوب جيمس ويب الفضائي وتطبيق معايير اختيار صارمة لتحديد المجرات المرشحة.
- النتائج: تم اكتشاف ست مجرات مرشحة ضخمة في الكون المبكر، والتي تتميز بلونها الأحمر الشديد وكثافتها الكتلية العالية المحتملة.
- الأهمية: يمثل هذا الاكتشاف خطوة هامة نحو فهم تكوين المجرات في فجر الكون ويثير تساؤلات جديدة حول النماذج الكونية الحالية.
رأي الباحثين في الفيزياء وهل تحتاج لإعادة دراسة
يشير الباحثون إلى أن نتائجهم قد تتطلب إعادة النظر في بعض النماذج الفيزيائية المتعلقة بتطور المجرات. يطرحون تساؤلات حول دقة النماذج الحالية في وصف الظروفextreme في الكون المبكر، ويشيرون إلى أن هناك حاجة لمزيد من البحث والدراسة لتأكيد هذه النتائج وفهمها بشكل كامل.
نستنتج أن التفسير المحتمل "لمجرات الانقطاع البصري" التي تم تحديدها بواسطة JWST يقع بين حدين متطرفين.
التفسير الأول (الكتل العالية):
"If the redshifts and fiducial masses are correct, then the mass density in the most massive galaxies would exceed the total previously estimated mass density (integrated down to M* = 10^8 M☉) by a factor of about two at z of roughly 8 and by a factor of roughly five at z of roughly 9. Unless the low-mass samples are highly incomplete, the implication would be that most of the total stellar mass at z = 8−9 resides in the most massive galaxies."
إذا كانت الانزياحات الحمراء والكتل الأساسية صحيحة، فإن كثافة الكتلة في أكثر المجرات ضخامة ستتجاوز إجمالي كثافة الكتلة المقدرة سابقًا (المتكاملة حتى M* = 10^8 M☉) بمعامل يبلغ حوالي اثنين عند z يبلغ حوالي 8 وبمعامل يبلغ حوالي خمسة عند z يبلغ حوالي 9. ما لم تكن عينات الكتلة المنخفضة غير كاملة إلى حد كبير، فإن التضمين سيكون أن معظم الكتلة النجمية الكلية عند z = 8-9 تقع في أكثر المجرات ضخامة.
"A more fundamental issue is that these stellar mass densities are difficult to realize in a standard Λ cold dark matter cosmology, as pointed out by several recent studies31,32. Our fiducial mass densities push against the limit set by the number of available baryons in the most massive dark matter halos."
"هناك قضية أكثر جوهرية وهي أن كثافات الكتلة النجمية هذه يصعب تحقيقها في علم الكونيات القياسي للمادة المظلمة الباردة Λ، كما أشارت إلى ذلك العديد من الدراسات الحديثة. تدفع كثافات الكتلة الأساسية لدينا مقابل الحد الذي يحدده عدد الباريونات المتاحة في أكثر هالات المادة المظلمة ضخامة."
التفسير الثاني (الكتل المنخفضة):
"The other extreme interpretation is that all the fiducial masses are larger than the true masses by factors of more than 10–100. We use standard techniques and multiple methods to estimate the masses. Under certain assumptions for the dust attenuation law and stellar population age sampling (favouring young ages with strong emission lines), low masses can be produced (Methods)."
التفسير المتطرف الآخر هو أن جميع الكتل الأساسية أكبر من الكتل الحقيقية بمعامل يزيد عن 10-100. نحن نستخدم تقنيات قياسية وطرق متعددة لتقدير الكتل. في ظل افتراضات معينة لقانون توهين الغبار وأخذ عينات عمر التجمع النجمي (تفضيل الأعمار الشابة مع خطوط انبعاث قوية)، يمكن إنتاج كتل منخفضة (الطرق).
"This only occurs at specific redshifts (z = 5.6, 6.9, 7.7 or about 10% of the redshift range of the sample) in which line-dominated and continuum-dominated models produce similar F410M–F444W colours. In addition, it is possible that techniques that have been calibrated with lower redshift objects17 are not applicable. As an example, we do not include effects of exotic emission lines or bright active galactic nuclei (AGN)14."
يحدث هذا فقط عند انزياحات حمراء محددة (z = 5.6، 6.9، 7.7 أو حوالي 10٪ من نطاق الانزياح الأحمر للعينة) حيث تنتج النماذج التي تهيمن عليها الخطوط والنماذج التي تهيمن عليها المستمر ألوان F410M-F444W متشابهة. بالإضافة إلى ذلك، من الممكن أن التقنيات التي تمت معايرتها بكائنات ذات انزياح أحمر أقل غير قابلة للتطبيق. على سبيل المثال، نحن لا ندرج تأثيرات خطوط الانبعاث الغريبة أو النوى المجرية النشطة (AGN).
"Part the sample is reported to be resolved in F200W (ref. 33) making a significant contribution from AGN less likely, but faint, red AGN are possible and would be highly interesting in their own right, even if they could lead to changes in the masses."
يُذكر أن جزءًا من العينة قد تم حله في F200W، مما يجعل المساهمة الكبيرة من AGN أقل احتمالًا، لكن AGN خافتة وحمراء ممكنة وستكون مثيرة للاهتمام في حد ذاتها، حتى لو كان بإمكانها أن تؤدي إلى تغييرات في الكتل.
الرأي الأرجح:
"It is perhaps most likely that the situation is in between these extremes, with some of the red colours reflecting exotic effects or AGN and others reflecting high M/L ratios."
ربما يكون من الأرجح أن الوضع بين هذين الحدين المتطرفين، مع بعض الألوان الحمراء التي تعكس تأثيرات غريبة أو AGN والبعض الآخر يعكس نسب M / L عالية.
الخطوات المستقبلية:
"Future JWST NIRSpec spectroscopy can be used to measure accurate redshifts as well as the precise contributions of emission lines and to the observed photometry. With deeper data, the stellar continuum emission can be detected directly for the brightest galaxies. Finally, dynamical masses are needed to test the hypothesis that our description of massive halo assembly in Λ cold dark matter is incomplete. It may be possible to measure the required kinematics with ALMA or from rotation curves with the NIRSpec integral field unit if the ionized gas is spatially extended30,31."
يمكن استخدام التحليل الطيفي JWST NIRSpec في المستقبل لقياس الانزياحات الحمراء الدقيقة بالإضافة إلى المساهمات الدقيقة لخطوط الانبعاث والقياس الضوئي المرصود. مع بيانات أعمق، يمكن اكتشاف انبعاث المستمر النجمي مباشرة للمجرات الأكثر سطوعًا. أخيرًا، هناك حاجة إلى كتل ديناميكية لاختبار الفرضية القائلة بأن وصفنا لتجميع الهالة الضخمة في المادة المظلمة الباردة Λ غير كامل. قد يكون من الممكن قياس علم الحركة المطلوب باستخدام ALMA أو من منحنيات الدوران باستخدام وحدة المجال المتكامل NIRSpec إذا كان الغاز المتأين ممتدًا مكانيًا.
وصل الباحثون إلى عدة نتائج رئيسية:
- اكتشاف مجرات ضخمة محتملة: تم تحديد ستة مجرات مرشحة بكتل نجمية تزيد عن 10^10 كتلة شمسية، وواحدة قد تصل كتلتها إلى 10^11 كتلة شمسية.
- استخدام بيانات JWST: لعبت بيانات JWST دورًا حاسمًا في هذا الاكتشاف، حيث سمحت برؤية أعمق وأكثر دقة للكون المبكر.
- تقنية "الانقطاع المزدوج": استخدم الباحثون هذه التقنية لاختيار المجرات ذات الانزياحات الحمراء العالية.
بشكل عام، يوضح البحث التحديات التي تواجه علماء الفلك في فهم طبيعة المجرات في الكون المبكر، والحاجة إلى مزيد من البحث والبيانات لحل هذه المشكلات.
"A more fundamental issue is that these stellar mass densities are difficult to realize in a standard Λ cold dark matter cosmology, as pointed out by several recent studies31,32. Our fiducial mass densities push against the limit set by the number of available baryons in the most massive dark matter halos."
"هناك قضية أكثر جوهرية وهي أن كثافات الكتلة النجمية هذه يصعب تحقيقها في علم الكونيات القياسي للمادة المظلمة الباردة Λ، كما أشارت إلى ذلك العديد من الدراسات الحديثة. تدفع كثافات الكتلة الأساسية لدينا مقابل الحد الذي يحدده عدد الباريونات المتاحة في أكثر هالات المادة المظلمة ضخامة."
- "A more fundamental issue": يشير هذا إلى أن المشكلة ليست مجرد اختلاف كمي بسيط، بل هي مشكلة أساسية تتعلق بصحة النموذج.
- "difficult to realize in a standard Λ cold dark matter cosmology": هذا تصريح مباشر بأن كثافة الكتلة النجمية التي تم قياسها صعبة التحقيق أو صعبة التوفيق مع النموذج القياسي ΛCDM.
- "push against the limit set by the number of available baryons": هذا يوضح لماذا هي صعبة التحقيق. النموذج ΛCDM يتنبأ بكمية معينة من المادة العادية (الباريونات) التي يجب أن تكون موجودة في هالات المادة المظلمة. النتائج الجديدة تشير إلى وجود كتلة نجمية أكثر مما ينبغي، مما يدفع النموذج إلى حدوده القصوى.
إليك قائمة الباحثين الذين ساهموا في هذا البحث مع معلوماتهم:
- Ivo Labbé: مركز الفيزياء الفلكية والحوسبة الفائقة ، جامعة سوينبيرن للتكنولوجيا ، ملبورن ، فيكتوريا ، أستراليا.
- Pieter van Dokkum: قسم علم الفلك ، جامعة ييل ، نيو هافن ، كونيتيكت ، الولايات المتحدة الأمريكية.
- Erica Nelson: قسم العلوم الفيزيائية والفلكية والكوكبية ، جامعة كولورادو ، بولدر ، كولورادو ، الولايات المتحدة الأمريكية.
- Rachel Bezanson: قسم الفيزياء وعلم الفلك و PITT PACC ، جامعة بيتسبرغ ، بيتسبرغ ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
- Katherine A. Suess: قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية ، جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، سانتا كروز ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ معهد كافلي للفيزياء الفلكية وعلم الكونيات وقسم الفيزياء ، جامعة ستانفورد ، ستانفورد ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
- Joel Leja: قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ معهد العلوم الحاسوبية والبيانات ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ معهد الجاذبية والكون ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
- Gabriel Brammer: مركز الفجر الكوني (DAWN) ، معهد نيلز بور ، جامعة كوبنهاجن ، كوبنهافن الشمالية ، الدنمارك.
- Katherine Whitaker: مركز الفجر الكوني (DAWN) ، معهد نيلز بور ، جامعة كوبنهاجن ، كوبنهافن الشمالية ، الدنمارك ؛ قسم علم الفلك ، جامعة ماساتشوستس ، أمهيرست ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية.
- Elijah Mathews: قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ معهد العلوم الحاسوبية والبيانات ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ معهد الجاذبية والكون ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
- Mauro Stefanon: قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية ، جامعة فالنسيا ، بورجاسوت ، فالنسيا ، إسبانيا ؛ جمعية الجامعات CSIC "مجموعة علم الفلك وعلم الكونيات خارج المجرة" (معهد الفيزياء في جامعة كانتابريا في فالنسيا) ، سانتاندير ، إسبانيا.
- Bingjie Wang: قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ معهد العلوم الحاسوبية والبيانات ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ معهد الجاذبية والكون ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
.){kind=link}
0 تعليقات
اضف تعليق يدعم الموضوع