تم رصد المجرتين الثانية والرابعة من حيث البعد على الإطلاق بواسطة عين النسر لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، مما يدعم الصورة الأساسية لتكوين المجرات كما وصفتها نظرية الانفجار الكبير.
لقد أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا بفضل يد المساعدة الضخمة من مجموعة ضخمة عدسة الجاذبية على شكل العنقود المجري المعروف باسم أبيل 2744، والملقب مجموعة باندوراوالتي تقع حوالي 3.5 مليار سنة ضوئية بعيدا عنا. الهائلة جاذبية من الكتلة يشوه نسيج الفضاء ذاتهوقت بما يكفي لتكبير ضوء المجرات البعيدة.
باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي للبحث عن المجرات المبكرة التي تم تضخيمها بواسطة هذه العدسة الكونية، اكتشف Bingjie Wang من كلية Penn State Eberly للعلوم وعضو فريق JWST UNCOVER (مراقبة Ultradeep NIRSpec وNIRCam قبل عصر إعادة التأين) اثنتين من أعلى المجرات ذات الانزياح الأحمر على الإطلاق.
متعلق ب: يؤكد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن “مجرة مايسي” هي واحدة من أقدم المجرات التي تم رصدها على الإطلاق
الكونية الانزياح الأحمر هو تمدد الأطوال الموجية للضوء الناتج عن الاستمرار توسع الكون. كلما كانت المجرة أبعد، كلما توسع الكون أثناء انتقال ضوء تلك المجرة عبرها فضاء ليصل إلينا، وبالتالي كلما تمددت الأطوال الموجية لذلك الضوء. عندما تتمدد الأطوال الموجية بهذه الطريقة، فإنها تنتقل من الأطوال الموجية الضيقة إلى الأطوال الموجية الأكثر احمرارًا، وفي النهاية تقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء غير المرئية من الطيف الكهرومغناطيسي. المجرات التي كانت موجودة قبل ما بين 300 إلى 400 مليون سنة فقط الانفجار العظيم تم تمديد ضوءها إلى الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء التي لا يمكن للبشر رؤيتها، ولكن يمكن بالفعل اكتشافها بواسطة كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) ومقياس طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSPec) التابعين لـ JWST.
تمكنت وانغ وفريقها من التعرف على الصور المُلتقطة بالعدسات لمجرتين عاليتي الانزياح نحو الأحمر. إحداها، تسمى UNCOVER-z13 (“z” هي اختصار لكلمة “redshift”)، ولها انزياح أحمر قدره 13.079، مما يؤكد أنها ثاني أبعد مجرة معروفة. (أبعد مجرة مؤكدة هي JADES-GS-z13-0، والتي اكتشفها تلسكوب جيمس ويب الفضائي أيضًا في عام 2022 ولها انزياح أحمر قدره 13.2.) نرى UNCOVER-z13 كما كانت موجودة بعد 330 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير.
المجرة الأخرى المكتشفة مؤخرًا، UNCOVER-z12، لديها انزياح أحمر قدره 12.393، مما يضعها في المركز الرابع في قائمة المجرات الأكثر بعدًا على الإطلاق. نحن نرى هذا العالم كما كان بعد 350 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير.
ما يميز مجرتي UNCOVER على أنهما مختلفتان هو مظهرهما. ويبدو أن المجرات الأخرى التي تُرى عند انزياحات حمراء عالية مماثلة تبدو وكأنها نقطية، مما يشير إلى أنها صغيرة جدًا – لا يتجاوز عرضها بضع مئات من السنين الضوئية. من ناحية أخرى، تتمتع مجرات UNCOVER ببنية.
وقال وانغ في مقال: “المجرات المكتشفة سابقاً على هذه المسافات… تظهر كنقطة في صورنا”. إفادة. “ولكن يبدو أن أحدهما ممدود، مثل حبة الفول السوداني تقريبًا، والآخر يشبه الكرة الرقيقة.”
هذه المجرات أكبر أيضًا، حيث تحتوي UNCOVER-z12 على قرص حافة يبلغ عرضه حوالي 2000 سنة ضوئية، وهو أكبر بست مرات من المجرات الأخرى التي شوهدت في هذا العصر.
وقال وانغ: “من غير الواضح ما إذا كان الاختلاف في الحجم يرجع إلى كيفية تشكل النجوم أو ما حدث لها بعد تشكلها، لكن التنوع في خصائص المجرات مثير للاهتمام حقًا”. “من المتوقع أن تكون هذه المجرات المبكرة قد تشكلت من مواد مماثلة، لكنها تظهر بالفعل علامات على أنها مختلفة تمامًا عن بعضها البعض.”
على الرغم من أن الانقسام في خصائص المجرات، حتى في هذه المرحلة المبكرة من الكون، مثير للاهتمام، إلا أن كلا العالمين المكتشفين حديثًا لهما خصائص عامة تدعم بقوة نموذج الانفجار الكبير. يصف هذا النموذج كيف بدأت المجرات حياتها صغيرة في أعقاب نشوء الكون، قبل أن تنمو بسرعة من خلال عمليات الاندماج مع المجرات الأخرى والسحب الغازية.
وهذا النمو بدوره حفز المزيد تشكيل النجوممما أدى في النهاية إلى زيادة وفرة وتنوع العناصر الموجودة داخل المجرات الشابة، مما أدخل إليها مواد أثقل من الهيدروجين والهيليوم. المجرات التي اكتشفها برنامج UNCOVER – إذا عذرتم على التورية – هي مجرات شابة وصغيرة ولديها وفرة منخفضة من العناصر الثقيلة وتعمل بنشاط على تكوين النجوم، وكلها تدعم “النموذج الكامل لنظرية الانفجار الكبير”، جويل ليجا، الذي هو أستاذ مساعد الفلك و الفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا والباحث المشارك في فريق وانغ، في البيان.
قصص ذات الصلة:
– فسيفساء جيمس ويب الفضائية المذهلة لسديم الجبار تكشف عن كواكب مارقة (صور)
– كان من الممكن أن يفسر تلسكوب جيمس ويب الفضائي الإشارات الغامضة القادمة من “كوكب الجحيم” على بعد 40 سنة ضوئية
– يجد تلسكوب جيمس ويب الفضائي توهجًا “شديدًا” قادمًا من 90٪ من المجرات الأولى للكون
ومن المثير للاهتمام أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي لديه القدرة على رؤية مجرات ذات انزياح أحمر أعلى من مجرات UNCOVER-z13 و-z12، مما يعني أنها ستكون أصغر سنًا، لكنه لم يكتشف أي مجرات تم عدساتها بواسطة مجموعة باندورا. وقال ليجا: “قد يعني هذا أن المجرات لم تتشكل قبل ذلك الوقت، وأننا لن نجد أي شيء أبعد”. “أو قد يعني ذلك أننا لم يحالفنا الحظ بما فيه الكفاية بنافذتنا الصغيرة.”
سيستمر علماء الفلك في البحث باستخدام عدد كبير من مجموعات العدسات لفتح نوافذ جديدة على الكون العميق بحثًا عن بعض المجرات الأولى.
تم الإبلاغ عن هذا الاكتشاف يوم الاثنين (13 نوفمبر) في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.