حطم تلسكوب جيمس ويب الفضائي الرقم القياسي الخاص به للعثور على أقدم المجرات التي كانت موجودة على الإطلاق
ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) اكتشف حفنة من المجرات المحتملة التي يمكن أن تكون من بين أقدم المجرات الموجودة على الإطلاق.
تقع على بعد 13.6 مليار سنة ضوئية، وبعد 200 مليون سنة فقط من الأرض الانفجار العظيمتعتبر المجرات الخمس المرشحة هي الأقدم التي تم اكتشافها على الإطلاق، ومن المحتمل أنها من أوائل المجرات التي تشكلت في الكون القديم.
وإذا تم تأكيد ذلك من خلال ملاحظات المتابعة، فإن المجرات القديمة ستقدم لعلماء الفلك اختبارًا لأفضل ما لديهم نظريات تكوين المجرات جنبًا إلى جنب مع رؤى فريدة حول كيفية اندماج المادة لأول مرة عبر الكون. نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 26 نوفمبر قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv، لذلك لم يتم مراجعتها بعد من قبل النظراء.
“وفقًا للنموذج القياسي لتكوين البنية، فإن نفس التقلبات البدائية التي أدت إلى ظهور بقع ساخنة وباردة في الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ستنمو في النهاية وتنهار وتشكل المجرات الأولى خلال الفجر الكوني، إيذانًا ببدء عصر الكون. “الضوء الأول” ، كتب الباحثون في دراستهم.
وأضافوا: “لقد ظلت هذه المجرات الأولى خارج نطاق رصدنا لعقود من الزمن”. ومع ذلك فقد غير تلسكوب جيمس ويب الفضائي ذلك.
قدر علماء الكونيات سابقًا أن المجموعات الأولى من النجوم بدأت في الاندماج وتشكيل المجرات بعد بضع مئات الملايين من السنين من الانفجار الكبير.
متعلق ب: يكتشف تلسكوب جيمس ويب “المجرة من الداخل إلى الخارج” بالقرب من فجر التاريخ
بعد ذلك، بعد مرور مليار إلى ملياري سنة فقط من حياة الكون، تشير النظريات الحالية إلى أن هذه المجرات الأولية المبكرة وصلت إلى مرحلة المراهقة، وتشكلت في مجرات قزمة التهمت بعضها البعض لتنمو لتصبح مجرات مثل مجرتنا.
لكن العثور على التوقيت الدقيق لهذه العملية، والسرعات التي حدثت بها الخطوات الأولى، أمر صعب لأن الضوء الصادر من هذه المجرات خافت جدًا، وقد أدى توسع الكون إلى تمديد (أو انزياح أحمر) أطوالها الموجية بشكل كبير إلى طيف الأشعة تحت الحمراء.
على عكس سابقتها، تلسكوب هابل الفضائييستطيع تلسكوب جيمس ويب الفضائي اكتشاف الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء، مما يتيح للتلسكوب الوصول إلى المراحل الأولى من الكون. لكن الضوء المنبعث من العصور المبكرة جدًا لكوننا لا يزال خافتًا جدًا بحيث لا يمكن اكتشافه بمفرده.
للتغلب على ذلك، استفاد الباحثون الذين قاموا بالملاحظات الجديدة – التي تم إجراؤها كجزء من مشروع مسح السطح المتوسط بالأشعة تحت الحمراء المجري (GLIMPSE) – من ظاهرة تعرف باسم عدسة الجاذبية لتكبير الضوء البعيد لهذه المجرات المبكرة.
كما أوضح أينشتاين في كتابه النظرية النسبية العامةالجاذبية هي انحناء وتشويه الزمكان في وجود المادة والطاقة. وهذا الفضاء المنحني بدوره يحدد كيفية تحرك الطاقة والمادة.
وهذا يعني أنه على الرغم من أن الضوء ينتقل في خط مستقيم، إلا أنه يمكن أن ينحني ويتضخم بفعل الجاذبية. في هذه الحالة، تقع المجرة Abell S1063 بين المنطقة التي اختاروا دراستها ومنطقتنا النظام الشمسي، مع تركيز ضوء المجرة المبكرة حتى يمكن مشاهدتها بواسطة التلسكوبات.
ومن خلال توجيه تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى هذه المنطقة من الفضاء المنحني وتجميع شعاع الضوء من خلفه ببطء، دفع علماء الفلك التلسكوب إلى أقصى حدود قدراته، والتقطوا أول ومضات خافتة من المجرات المبكرة.
وإذا تم تأكيد ذلك من خلال المزيد من الدراسات، فإن هؤلاء المرشحين للمجرات سيكونون أصغر سنا من أقرب مجرة مؤكدة، JADES-GS-z14-0، بحوالي 90 مليون سنة – مما يجعلها من بين أولى الكواكب التي يمكن تشكيلها على الإطلاق. وحقيقة وجودهم جميعًا في نفس المنطقة من السماء تشير إلى أنه من الممكن أن يكون هناك الكثير منهم هناك.
فكيف تنمو مثل هذه المجرات بهذه السرعة؟ لا تزال الإجابات على اللغز الكوني بعيدة المنال، ولكن من غير المرجح أن تكون كذلك كسر فهمنا الحالي لعلم الكونيات. وبدلاً من ذلك، يتلاعب علماء الفلك بتفسيرات تتضمن ظهور ثقوب سوداء عملاقة في وقت أبكر من المتوقع، أو ردود الفعل من انفجارات المستعرات الأعظم، أو حتى تأثير النجوم. الطاقة المظلمة لتفسير التشكل السريع للنجوم بداخلها.
