بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – منذ أن بدأ تشغيله العام الماضي، تمكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي من إجراء عمليات رصد رائدة تشمل بعضا من أقدم المجرات في الكون. يمكن للمرء أن يطلق عليهم أطفال المجرة.
لكن ويب حصل على بيانات أفضل عن المجرات في مرحلة متقدمة قليلاً من التطوير. يطلق علماء الفلك على هؤلاء اسم “المراهقين” المجريين. وكما تظهر الأبحاث الجديدة، فإنهم يشبهون المراهقين من البشر في بعض النواحي، بما في ذلك من خلال إظهار طفرات النمو مع القليل من عدم النضج.
وركز الباحثون على المجرات التي تشكلت بعد حوالي 2-3 مليار سنة من الانفجار الكبير الذي حدث قبل 13.8 مليار سنة تقريبًا والذي أدى إلى نشوء الكون. قامت الدراسة بحساب متوسط البيانات التي حصل عليها ويب على الضوء عبر أطوال موجية مختلفة صادرة عن 23 مجرة من هذا القبيل – “حمضها النووي الكيميائي” – لرسم صورة مركبة لخصائص المجرات الناشئة.
وقالت أليسون ستروم، أستاذة الفيزياء وعلم الفلك في جامعة نورث وسترن في إلينوي: “تحتوي هذه المجرات المراهقة على حمض نووي كيميائي فريد للغاية، مما يشير إلى أنها شكلت عددًا لا بأس به من النجوم – لقد نمت بالفعل إلى حد ما – ولكنها لا تزال تنمو بسرعة”. والمؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت هذا الأسبوع في مجلة Astrophysical Journal Letters.
ويقول الباحثون إن هذه المجرات لا تبدو أو تتصرف بعد بالطريقة التي تعمل بها المجرات اليوم.
قال عالم الفلك والقائد المشارك للدراسة جوين رودي من مراصد كارنيجي: “إنهم يمرون ببعض العمليات المهمة في هذا الوقت تقريبًا – والتي لم نفهم الكثير منها بعد ونأمل أن نفهمها بشكل أفضل قريبًا – والتي تحدد نوع المجرة التي سيصبحون عليها”. في كاليفورنيا.
كان الغاز المكتشف في مناطق تشكل النجوم -الحاضنات النجمية- للمجرات المراهقة أكثر سخونة، عند حوالي 24000 درجة فهرنهايت (13350 درجة مئوية)، مما لوحظ في المجرات اليوم.
وقال ستروم: “إن درجة الحرارة في هذه الأجزاء من المجرات تهيمن عليها النجوم الشابة وخصائص الغاز، لذا فإن العثور على درجة حرارة مختلفة يعني أن هناك شيئًا مختلفًا بشأن النجوم والغاز في المجرات المراهقة”.
وقد لوحظت المجرات متوهجة بثمانية عناصر – الهيدروجين والهيليوم والأكسجين والنيتروجين والكبريت والأرجون والنيكل والسيليكون.
قال ستروم: “الأكسجين جدير بالملاحظة لأنه أحد أهم مكونات “الحمض النووي للمجرة”، من حيث تتبع النمو السابق. وبالمناسبة، يعد الأكسجين أيضًا ثالث أكثر العناصر وفرة في الكون (بعد الهيدروجين والهيليوم).”
“كان النيكل مفاجئًا لأنه على الرغم من أننا توقعنا وجود كمية معينة من النيكل، إلا أنه عادة لا يتوهج بدرجة كافية لرؤيته حتى في المجرات القريبة جدًا. لذا فإن رؤيته كانت مفاجأة وقد تشير إلى أن هناك شيئًا مختلفًا”. وأضاف ستروم: “حول النجوم الضخمة التي تسبب توهج الغاز”.
وقال رودي إنه من المحتمل وجود أكثر من هذه العناصر الثمانية فقط داخل هذه المجرات ولكن لم يتم اكتشافها بعد.
وقال ستروم: “لأن العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم تتشكل في الغالب في النجوم، فإن معرفة المادة التي تتكون منها المجرات تخبرنا عن عدد النجوم التي تشكلت في الماضي ومدى سرعة حدوث ذلك”.
وأضاف ستروم أن النتائج “تشير إلى صورة لا تزال فيها هذه المجرات غير ناضجة كيميائيا وتتشكل بسرعة كبيرة”.
وأعاد ويب، الذي تم إطلاقه في عام 2021 وبدأ في جمع البيانات العام الماضي، تشكيل فهم الكون المبكر.
تقدم الدراسة الجديدة النتائج الأولى من مسح CECILIA الذي يستخدم ويب لفحص كيمياء المجرات البعيدة. اسم سيسيليا هو اختصار لعبارة “التطور الكيميائي المقيد باستخدام الخطوط المؤينة في الشفق القطبي بين النجوم”، بينما يكرم أيضًا عالمة الفلك الرائدة في القرن العشرين سيسيليا باين غابوشكين.
وقال ستروم: “لقد كان هناك الكثير من الإثارة حول كيفية تمكين ويب لنا من رؤية بعض المجرات الأولى، ولكن حتى مع ويب فإن قدرتنا على قول الكثير عن تلك المجرات محدودة”. “وفي الوقت نفسه، يتيح لنا التلسكوب مراقبة المجرات في وقت لاحق من تاريخ الكون بكمية هائلة من التفاصيل، وسيسيليا هي أول وأفضل مثال على ذلك حتى الآن.”
(تقرير بقلم ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)