وقد لوحظ علماء الفلك مجرة ظلت دون تغيير لمدة 7 مليارات عام – وهي نادرة في الكون – تقدم لمحة عن التاريخ الكوني وتضيف إلى مجموعة غامضة من الأشياء تسمى الآثار أو “المجرات الأحفورية”.
هذه الشذوذات الفضائية هي مجرات ، بعد مرحلة أولية من تكوين النجوم المكثفة ، تفلت من مسارها التطوري المتوقع. بينما تتوسع المجرات الأخرى وتندمج مع بعضها البعض ، تظل المجرات الأحفورية غير نشطة تقريبًا. مثل كبسولات الزمن السماوي ، فإنها توفر لقطة في الكون القديم وتسمح لعلماء الفلك بفحص آلية تكوين المجرة.
تقع المجرة الأحفورية المكتشفة حديثًا-المسمى Kids J0842+0059-على بعد حوالي 3 مليارات سنة ضوئية من الأرض ، مما يجعلها الأكثر بعدًا وأولها من النوع الذي لوحظ خارج الكون المحلي ، وهي منطقة الفضاء الأقرب إلى الأرض حوالي 1 مليار سنة ضوئية في نصف القطر. تم العثور عليه من قبل فريق من علماء الفلك بقيادة المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية (INAF) ، باستخدام التصوير عالي الدقة من التلسكوب المجهر الكبير في ولاية أريزونا.
ولوحظ أن أحفوري Galaxy Kids J0842+0059 مع تلسكوب مسح VLT (يسار) ، وبدقة أعلى مع التلسكوب المجهر الكبير في أريزونا (يمين). – C. Tortora/Inspire/VST/ESO/LBT
وقال Crescenzo Tortora ، الباحث في INAF والمؤلف الأول لدراسة حول النتيجة التي نشرت في 31 مايو في مجلة الإشعار الشهري للجمعية الملكية الفلكية: “لم تندمج مجرات بقايا ، فقط عن طريق الصدفة ، مع أي مجرة أخرى ، وتبقى أكثر أو أقل سليمة عبر الزمن”. “هذه الأشياء نادرة جدًا لأنه مع مرور الوقت ، يزداد احتمال الاندماج مع مجرة أخرى بشكل طبيعي.”
مضغوط جدا ، ضخم جدا
يعتقد علماء الفلك أن المجرات الأكثر ضخامة تتشكل على مرحلتين ، وفقًا لدراسة المؤلف المشارك شيارا سبينيلو ، باحث في جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة.
وقالت: “أولاً ، هناك انفجار مبكر من تكوين النجوم ، ونشاط سريع وعنف للغاية”. “ينتهي بنا المطاف بوجود شيء مضغوط وصغير للغاية ، سلف هذه الآثار.”
وأضافت أن المرحلة الثانية هي عملية طويلة الأمد تبدأ خلالها المجرات التي تقترب من التفاعل ودمج وتناول بعضها البعض ، مما يسبب تغييرًا كبيرًا للغاية في أشكالها وأحجامها ومجموعات النجوم. “نحدد بقايا ككائن فاتته هذه المرحلة الثانية تقريبًا ، بعد أن شكلت 75 ٪ على الأقل من كتلتها في المرحلة الأولى” ، أوضح سبينيلو.
تتمثل ميزة Telltale في المجرات الأحفورية في أنها قديمة جدًا ، مضغوطة وكثيفة ، أكثر من مجرتنا.
وقالت: “إنها تحتوي على (مليارات) من النجوم ضخمة مثل الشمس وهم لا يشكلون أي نجوم جديدة – فهم لا يفعلون شيئًا بشكل أساسي ، وهم السجلات الأحفورية للكون القديم للغاية”. “لقد تشكلوا عندما كان الكون صغيراً حقًا. وبعد ذلك ، لبعض الأسباب التي لا نفهمها بصراحة ، لم يتفاعلوا. لم يندمجوا مع أنظمة أخرى. لقد تطوروا دون عائق ، وبقيوا كما كانوا”.
وقالت ميشيل كابيلاري ، أستاذة الفيزياء الفلكية في جامعة أكسفورد التي لم تشارك في الدراسة ، إن المجرات الأحفورية أمر بالغ الأهمية لأنها صلة مباشرة بسكان المجرة الضخمة التي كانت موجودة منذ مليارات السنين. وقال “كحافريات حية” ، تجنبوا عمليات الدمج والنمو الفوضوي الذي شهدته معظم المجرات الضخمة الأخرى. يسمح لنا دراستها بإعادة بناء شروط الكون في مهدها وفهم الانفجارات الأولية لتشكيل النجوم “.
وأضاف أن ما الذي تسبب في توقف هذه المجرات في تشكيل النجوم بشكل مفاجئ هو سؤال رئيسي. وقال كابيلاري: “تشير الأدلة من كل من الملاحظات المحلية و (البعيدة) إلى أن ردود الفعل من الثقوب السوداء الفائقة قد تكون مسؤولة”. “يمكن أن تنتج هذه الثقوب السوداء رياحًا قوية تطرد أو تسخين الغاز في المجرة ، مما يمنع المزيد من تكوين النجوم. ومع ذلك ، لا يزال هذا مجالًا نشطًا للبحث.”
مستقبل غير مؤكد
حدد العلماء في البداية Kids J0842+0059 في عام 2018 باستخدام Telescope Survey VLT (VST) في مرصد بارانال في تشيلي. كشفت تلك الملاحظة أن المجرة كانت ملأمة من قبل النجوم القديمة للغاية ولكنها قدمت فقط تقديرًا لكتتلها وحجمها ، لذلك كانت هناك حاجة إلى ملاحظة أكثر تفصيلاً لتأكيد أنها كانت بقايا. يمكن أن يجعل التلسكوب المجهر الكبير المستخدم لهذا التأكيد صورًا حادة للغاية بسبب قدرته على التعويض عن الاضطراب في الغلاف الجوي ، مما قد يجعل من الصعب على التلسكوبات الأرضية التركيز على الأشياء البعيدة.
المرايا الثانوية التكيفية للتلسكوب المجهر الكبير تصحيح التشوهات البصرية وجعلت اكتشاف المجرة الأحفورية ممكنة. – ريناتو سيريسولا
تنضم المجرة الأحفورية التي تم العثور عليها حديثًا إلى مجموعة من حفنة فقط من الآخرين الذين لوحظت في نفس المستوى من التفاصيل ، والتي تم تأكيد أكثر من تلسكوب هابل الفضائي في عام 2018.
NGC 1277 و Kids J0842+0059 متشابهان للغاية ، لكن الأخير بعيدًا عن الأرض. يناسب تعريف المجرة الأحفورية بشكل مثالي تقريبًا ، وفقًا لـ Spiniello.
قالت: “هذا ما نسميه بقايا متطرفة ، لأن كل شيء تقريبًا ، أو 99.5 ٪ من نجومها قد تشكلوا في وقت مبكر بشكل لا يصدق في الوقت الكوني ، ولم تفعل المجرة شيئًا على الإطلاق بعد ذلك.”
وأضاف Spiniello أن المجرة الأحفورية بها نجوم وكواكب ، تمامًا مثل مجرتنا ، لكنها أكثر كثافة. وقالت: “سيكون هناك العديد من النجوم في حجم صغير صغير ، لذلك سيكون مزدحمًا للغاية”. “وسيكون من الصعب العثور على أنظمة شمسية مثلنا ، مع العديد من الكواكب التي تدور حولها ، لمجرد فرص الحصول على نجوم مصاحبة تتدخل في مكان قريب.”
يتطلع Kids J0842+0059 إلى المراقبين مثلها قبل 3 مليارات عام ، لأن هذا هو المدة التي يستغرقها الضوء القادم من المجرة للوصول إلى الأرض. افترض سبينيلو أن بقايا ستظل من المحتمل أن تظل كما هي إلى الأبد ، لكن لا يمكن للعلماء أن يكونوا متأكدين لأنهم ما زالوا لا يعرفون ما الذي يمنعه من التفاعل مع المجرات الأخرى.
وقال سبينيلو: “يجب أن يكون هناك شيء يمنعهم من الاندماج ، ولكن دون معرفة ما ، لا يمكننا أن نتوقع حقًا ما سيحدث في المستقبل”.
“واحد بالملايين”
من الصعب للغاية تحديد المجرات الأحفورية وتأكيد طبيعتها ، جزئياً لأنها نادرة وصغيرة نسبيًا مقارنة بالمجرات العادية مثل درب التبانة ، وفقًا لسيباستيان كومرون ، عالم فلك خارجي في Universidad de La Laguna و Instituto de Astrofísica de Canarias في Spain. وقال إن تأكيد مجرة بقايا بعيدة هو رصيد لاستراتيجيات البحث المستخدمة لتحديد هذه الأشياء والأدوات الحديثة.
وأضاف Comerón ، الذي لم يشارك في الدراسة ، في رسالة بريد إلكتروني: “مجرات بقايا غامضة”. “حقيقة أن بعض المجرات هي في الوقت الحاضر آثار لم يمسها أول مجرات كبيرة تحتاج إلى تفسير.”
لا يمكن لعلماء الفلك أن يقولوا على وجه اليقين مدى ندرة الآثار ، لكن تقدرات Spiniello قد يكون هناك “واحد في الملايين” بين جميع المجرات في الكون. وقال سبينيلو إن مشروع Inspire – الذي يهدف إلى العثور على المجرات الأحفورية والكتالوج ، ولدت اكتشاف Kids J0842+0059 – حدد بالفعل عشرات المرشحين الآخرين الذين هم في خط الأنابيب لمزيد من التدقيق.
أدوات جديدة يمكن أن تجعل هذا البحث أكثر فاعلية. كل من Spiniello و Turtora متحمسان للإقليدس ، وهو تلسكوب وكالة الفضاء الأوروبي الذي تم إطلاقه في عام 2023 بهدف استكشاف المادة المظلمة والطاقة المظلمة التي ستكون مفيدة أيضًا لمراقبة المجرات الأحفورية.
وقال Spiniello: “ستكون إقليدس تحويلية” ، لأنه بدلاً من مراقبة كائن واحد في وقت واحد ، فإن تكوين مسح السماء الواسع سيغطي الكثير. الفكرة هي العثور على جميع المجرات في رقعة من السماء ، ثم عزل جميع تلك المدمجة.
وقال كابيلاري في رسالة بالبريد الإلكتروني إن تأكيد Relic Galaxy Kids J0842+0059 في مثل هذه المسافة يعد إنجازًا ملحوظًا ، ومستقبل هذا المجال واعد للغاية. “مع التلسكوبات الجديدة القوية مثل James Webb و Euclid (التي أنتجت صورها الأولى منذ بضعة أشهر فقط) ، وعلى الأرض مع البصريات التكيفية المتقدمة ، يمكننا أن نتوقع العثور على المزيد من هذه الآثار ودراستها على مسافات أكبر.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com