علماء الفلك يكتشفون للتو أقرب مجرة رأيناها على الإطلاق
مصر:إيهاب محمد زايد
حطمت مجرة مكتشفة حديثًا الرقم القياسي لأقدم مجرة شوهدت حتى الآن، مما يمثل تحديًا كبيرًا لنماذجنا الحالية لتكوين المجرات.
يطلق عليه اسم JADES-GS-z14-0، وهو يلمع بشكل ساطع في بداية الكون، حيث بدا بعد أقل من 300 مليون سنة من الانفجار الكبير. تم التأكد من أن الاكتشاف الأخير الثاني، المسمى JADES-GS-z14-1، بعيد بنفس القدر تقريبًا.
يقول علماء الفلك إن الاكتشافات أصبحت الآن “لا لبس فيها”، مما يعني أن الفجر الكوني قد يكون لديه بعض “التوضيح” للقيام به.
“في يناير 2024، رصدت NIRSpec هذه المجرة، JADES-GS-z14-0، لمدة عشر ساعات تقريبًا، وعندما تمت معالجة الطيف لأول مرة، كان هناك دليل لا لبس فيه على أن المجرة كانت بالفعل عند انزياح أحمر قدره 14.32، محطمة بذلك أكبر انزياح سابق. “سجل المجرة البعيدة” ، كما يقول علماء الفلك ستيفانو كارنياني من Scuola Normale Superiore في إيطاليا وكيفن هاينلاين من جامعة أريزونا.
“من الصور، وجد أن المصدر يمتد لأكثر من 1600 سنة ضوئية، مما يثبت أن الضوء الذي نراه يأتي في الغالب من النجوم الشابة وليس من الانبعاث بالقرب من ثقب أسود فائق الكتلة. وهذا القدر من ضوء النجوم يشير إلى أن المجرة عدة كتلة الشمس تبلغ مئات الملايين من المرات! وهذا يثير السؤال: كيف يمكن للطبيعة أن تصنع مثل هذه المجرة اللامعة الضخمة والكبيرة في أقل من 300 مليون سنة؟
تم تحميل ثلاث أوراق منفصلة إلى خادم الطباعة المسبقة arXiv. لم تتم مراجعتها بعد من قبل النظراء، لكن الثلاثة توصلوا إلى نفس النتيجة. JADES-GS-z14-0 موجود بالتأكيد، وهو نقطة بيانات مشرقة تمثل طريقة جديدة للمضي قدمًا لفهم كيفية تشكل الكون في البداية.
موقع JADES-GS-z14-0. (ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الكندية، STScI، برانت روبرتسون/جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز، بن جونسون/CfA، ساندرو تاكيلا/كامبريدج، فيل كارجيل/CfA)
حتى وقت قريب نسبيًا، لم يكن لدينا سوى القليل جدًا من المعرفة الملموسة حول الفترة المعروفة باسم الفجر الكوني، وهي أول مليار سنة تقريبًا بعد الانفجار الكبير قبل 13.8 مليار سنة. وذلك لأن الكون المبكر كان مليئًا بضباب من الهيدروجين المحايد الذي أدى إلى تشتيت الضوء، ومنعه من الانتشار.
هذا الضباب لم يدم. لقد تم تأينه وتنقيته بواسطة الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الأجسام في الكون المبكر، وبحلول نهاية الفجر الكوني، أصبح الفضاء شفافًا.
ومع ذلك، بحلول ذلك الوقت، كانت هناك مجموعة كاملة من النجوم والمجرات تتسكع حولنا. إذا أردنا أن نعرف كيف تشكل كل ذلك، علينا أن نكون قادرين على رؤية الضباب.
وهذا هو أحد الأشياء التي تم تصميم تلسكوب جيمس ويب الفضائي للقيام بها، بأعينه القوية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. الأشعة تحت الحمراء قادرة على الانتقال عبر الوسائط الكثيفة التي لا يستطيع الضوء الآخر، وأطوالها الموجية الطويلة قادرة على المرور عبرها بأقل قدر من التشتت. لقد تم إجراء مسح JWST المتقدم العميق خارج المجرة (JADES)، بحثًا عن الأجسام في أول 650 مليون سنة بعد الانفجار الكبير، مع نتائج مثيرة جدًا للاهتمام.
الشيء الوحيد الذي وجدناه مرارًا وتكرارًا هو الأجسام الكبيرة في وقت مبكر جدًا عما نتوقعه. لقد كان ذلك مذهلاً للغاية، لأننا كنا نعمل على افتراض أن أشياء مثل الثقوب السوداء والمجرات فائقة الكتلة تستغرق وقتًا طويلاً لتتشكل، أطول بكثير من الإطار الزمني الذي نرصدها فيه.
لكن JADES-GS-z14-0 هو الذي يأخذ الكعكة. إنها كبيرة جدًا، ومشرقة جدًا، على عكس ما توقعه علماء الفلك على الإطلاق أن تبدو المجرات في بداية الكون. أولاً، يُظهر حجمه أن معظم الضوء يجب أن يأتي من النجوم، وليس من وهج الضوء من الفضاء المحيط بثقب أسود فائق الكتلة.
طيف JADES-GS-z14-0. (ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الكندية، جوزيف أولمستيد/STScI)
يكشف تحليل ضوءه عن وجود الكثير من الغبار والأكسجين، وهو أمر غير متوقع في وقت مبكر جدًا. يجب أن يتم تصنيع مثل هذه العناصر الثقيلة داخل النجوم، والتي تحتاج بعد ذلك إلى الانفجار. تشير هذه الميزات إلى أن عدة أجيال من النجوم الضخمة لا بد أنها عاشت وماتت بالفعل بعد 300 مليون سنة من الانفجار الكبير.
وبالنظر إلى أن أضخم النجوم اليوم يبلغ عمرها حوالي بضعة ملايين من السنين فقط، فهذا ليس مستحيلاً، لكنه ليس بالضبط ما توقع علماء الفلك العثور عليه.
معًا، تشير المجرة إلى أننا بحاجة إلى إعادة التفكير في الكون المبكر، مما يوضح أن العدد الكبير من مصادر الضوء التي نراها هناك لا يمكن تفسيره بالكامل من خلال الثقوب السوداء المتنامية. بطريقة ما، يمكن للمجرات الكبيرة والمشرقة جيدة التكوين أن تتجمع في وقت مبكر من الفجر الكوني.
يقول كارنياني: “أصبح JADES-GS-z14-0 الآن النموذج الأصلي لهذه الظاهرة”. “من المذهل أن يتمكن الكون من تكوين مثل هذه المجرة خلال 300 مليون سنة فقط.”
يمكن العثور على ورقة الاكتشاف التي أجراها كارنياني على موقع arXiv. يمكن العثور على أوراق بحثية متزامنة تدرس خصائص ضوء المجرة على موقع arXiv
