מה שוכב בין גלקסיות?

אנשים חושבים לעתים קרובות על החלל כ" ריק "או" ואקום ", כלומר אין שם שום דבר. המונח "חלל חלל" מתייחס לרוב לאותה ריקנות. עם זאת, מסתבר שהמרחב בין כוכבי לכת תפוס למעשה באסטרואידים ובשביטים ואבק חלל. החללים בין הכוכבים בגלקסיה שלנו יכולים להתמלא בענני גז קלושים ומולקולות אחרות. אבל מה עם האזורים שבין הגלקסיות? האם הם ריקים, או שיש בהם "דברים"?

גם התשובה שכולם מצפים להם, "ואקום ריק", אינה נכונה. כמו שבשאר החלל יש כמה "דברים" בתוכו, כך גם המרחב הבין-גלקטי. למעשה, המילה "בטל" משמשת כיום בדרך כלל לאזורי ענק בהם אין גלקסיות, אך ככל הנראה עדיין מכילה חומר כלשהו.

אז מה זה בין הגלקסיות? במקרים מסוימים, ישנם ענני גז חם המפוטרים בזמן שגלקסיות מתקשרות זו עם זו ומתנגשות. חומר זה "נקרע" מהגלקסיות על ידי כוח הכובד, ולעתים קרובות מספיק שהוא מתנגש עם חומר אחר. זה מפליט קרינה המכונה צילומי רנטגן וניתן לזהות אותם בעזרת מכשירים כמו מצפה הרנטגן של צ'נדרה. אבל, לא הכל בין גלקסיות הוא חם. חלקו די עמום וקשה לגילוי, ולעיתים קרובות הוא נחשב לגזים קרים ואבק.

הודות לתמונות ולנתונים שצולמו עם מכשיר מיוחד שנקרא Immer Web Imager במצפה הכוכבים פאלומר טלסקופ הייל בגודל 200 אינץ ', אסטרונומים יודעים כיום שיש הרבה חומר בשטחי החלל העצומים גלקסיות. הם מכנים זאת "חומר עמום" מכיוון שהוא אינו בהיר כמו כוכבים או ערפיליות, אך הוא לא כה כהה שאי אפשר לזהות אותו. ה- Cosmic Web Imager l (יחד עם מכשירים אחרים בחלל) מחפש את העניין הזה במדיום הבין-גלקטי (IGM) ובתרשימים איפה הוא הכי שופע והיכן הוא לא.

איך אסטרונומים "רואים" את מה שיש שם? האזורים בין הגלקסיות חשוכים, ברור מכיוון שיש מעט כוכבים או אין שם כדי להאיר את החושך. זה מקשה על אזורים אלה ללמוד באור אופטי (האור שאנו רואים בעיניים). אז, אסטרונומים מסתכלים על אור הזורם דרך הנגעים הבין-גלקטיים וחוקרים כיצד הוא מושפע מהטיול שלו.

Imager Web Imager, למשל, מצויד באופן ספציפי להביט על האור שמגיע מגלקסיות מרוחקות קוואזרים כשהוא זורם דרך המדיום הבין-גלקטי הזה. כאשר האור הזה עובר, חלק ממנו נספג על ידי הגזים ב- IGM. קליטות אלו מופיעות כקווים שחורים "עמודות-גרף" בספקטרום שהמייגר מייצר. הם אומרים לאסטרונומים את איפור הגזים "שם בחוץ". גזים מסוימים סופגים אורכי גל מסוימים, כך שאם "גרף" מציג פערים במקומות מסוימים, ואז זה אומר להם אילו גזים קיימים שם שעושים זאת קולט.

מעניין לציין שהם גם מספרים סיפור על תנאים ביקום המוקדם, על האובייקטים שהיו קיימים אז ועל מה שהם עושים. הספקטרה יכולה לחשוף את היווצרות הכוכבים, את זרימת הגזים מאזור לאזור, את מותם של הכוכבים, כמה מהר חפצים עוברים, הטמפרטורות שלהם ועוד. הצילום "מצלם" את ה- IGM כמו גם עצמים מרוחקים, באורכי גל רבים ומגוונים. לא זו בלבד שהיא מאפשרת לאסטרונומים לראות עצמים אלה, אלא הם יכולים להשתמש בנתונים שהם משיגים בכדי ללמוד על הרכב, מסתו ומהירותו של אובייקט רחוק.

אסטרונומים מתעניינים ב"אינט "הקוסמי של חומר הזורם בין גלקסיות לאשכולות. הם שואלים מאיפה זה בא, לאן מועדות פניו, כמה חם וכמה יש בזה.

הם מחפשים בעיקר מימן שכן הוא היסוד העיקרי בחלל ופולט אור בספציפית אולטרה סגול אורך גל הנקרא Lyman-alpha. האטמוספרה של כדור הארץ חוסמת אור באורכי גל אולטרה סגול, ולכן Lyman-alpha נצפה בקלות רבה מהחלל. זה אומר שרוב המכשירים שצופים בו הם מעל האטמוספרה של כדור הארץ. הם או על סיפון בלונים בגובה רב או על חללית. אבל, האור מהיקום הרחוק מאוד העובר ב- IGM, אורכי הגל שלו נמתחים על ידי התפשטות היקום; כלומר האור מגיע "מסומן באדום", המאפשר לאסטרונומים לזהות את טביעת האצבע של ה Lyman-alpha מאותת באור שהם עוברים באמצעות תמונת הרשת הקוסמית ומקרקעין אחרים כלים.

אסטרונומים התמקדו באור מחפצים שהיו פעילים כבר אז כשהגלקסיה הייתה בת 2 מיליארד שנה בלבד. במונחים קוסמיים, זה כמו להסתכל על היקום כשהיה תינוק. באותה תקופה הגלקסיות הראשונות התפזרו מהיווצרות הכוכבים. כמה גלקסיות רק התחילו להיווצר, והתנגשו זו בזו ליצירת ערים כוכבות גדולות וגדולות יותר. "כתמים" רבים שם מסתבר שהם גלקסיות הפרוטו-גלקסיות פשוט-מתחילות-למשוך-עצמן. לפחות אחד שהאסטרונומים חקרו מתגלה כגדול למדי, גדול פי שלושה מזה שביל החלב (שהוא עצמו כ- 100,000 שנות אור בקוטר). ה- Imager חקר גם קוואזרים רחוקים, כמו זו המוצגת לעיל, כדי לעקוב אחר סביבותיהם ופעילויותיהם. קוואזרים הם "מנועים" פעילים מאוד בלב הגלקסיות. הם ככל הנראה מופעלים על ידי חורים שחורים, שמזלבלים חומר מחומם-על שמפיץ קרינה חזקה כשהוא מסתחרר לתוך החור השחור.

המחקר של דברים בין-גלקטיים ממשיך להתפתח ממש כמו רומן בלשי. יש הרבה רמזים לגבי מה שיש שם, כמה ראיות מוגדרות להוכחת קיומם של כמה גזים ואבק, והרבה יותר הוכחות שצריך לאסוף. מכשירים כמו Imager Web Cosmic משתמשים במה שהם רואים בכדי לחשוף עדויות לאירועים וחפצים שלפני זמן רב באור הזורם מהדברים הרחוקים ביותר ביקום. השלב הבא הוא לעקוב אחר הראיות האלה כדי להבין בדיוק מה נמצא ב- IGM ולגלות עצמים רחוקים עוד יותר שאורם יאיר אותה. זה חלק חשוב בקביעת מה שקרה ביקום המוקדם, מיליארדי שנים לפני שכוכב הלכת והכוכב שלנו אפילו היו קיימים.