كشف تلسكوب جيمس ويب (JWST أو Webb) عن مئات المجرات القديمة التي قد تكون من بين أعضاء الكون الأوائل – قفزة من حفنة كانت موجودة في ذلك الوقت.
بعد 600 مليون سنة .الانفجار العظيمأظهرت دراسة جديدة أن هذه المجرات حديثة النشأة أظهرت بنى معقدة ومجموعات من تشكل النجوم. الدراسة جزء من تعاون دولي يسمى JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) ، والذي جمع ما قيمته شهر من الملاحظات من بقعتين صغيرتين في السماء: واحدة في اتجاه Ursa Minor والأخرى في اتجاه Fornax تَجَمَّع. أكثر من 700 مجرة حديثة الاكتشاف في هذه المنطقة تكشف عن الكون كما كان في مهده.
يقول كيفن هاينلين ، أستاذ باحث مساعد في مرصد ستيوارت في أريزونا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة: “إذا أخذت الكون بأكمله وقمت بتكثيفه في فيلم مدته ساعتان ، فأنت تنظر إلى الدقائق الخمس الأولى من الفيلم”. . ، يوم الاثنين (5 يونيو) عند الإعلان عن الاكتشاف في الاجتماع 242 للجمعية الفلكية الأمريكية في البوكيرك وعلى الإنترنت. “هذه المجرات تبدأ عملية تكوين العناصر والتعقيد الذي نراه في العالم من حولنا اليوم.”
سلطت هذه الاكتشافات الجديدة الضوء على كيفية تشكل المجرات والنجوم الأولى ، مما أدى إلى تكوين أغنى كتالوج من العناصر الموجودة في الكون اليوم.
متعلق ب: تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) – دليل كامل
في تلك الدقائق الخمس ، التي تشير إلى أن عمر الكون يتراوح بين 370 مليون و 650 مليون سنة ، وجد Heinlein وزملاؤه ، وهم يدققون في بيانات الويب ، 717 مجرة صغيرة – أكثر بكثير من التوقعات السابقة – وجميعهم كانوا بالفعل بالآلاف. نجوم ولدت في سنوات ضوئية ، هياكل رياضية معقدة ومجموعات متعددة.
قال هاينلين: “في السابق ، بدت أقدم المجرات التي يمكن أن نراها مثل لطخات صغيرة. ومع ذلك ، فإن تلك اللطخات تمثل ملايين أو مليارات النجوم في بداية الكون”. تقرير. “الآن ، يمكننا أن نرى أن بعضها عبارة عن كائنات ممتدة ذات بنية مرئية.”
يُشار إلى المنطقتين المستخدمتين في هذه الدراسة معًا باسم GOODS-South ، وهو اختصار لـ المسح العميق لأصول المراصد الكبرىوقد تمت دراسته على نطاق واسع من قبل جميع التلسكوبات الفضائية الرئيسية تقريبًا ، بما في ذلك هابلال مختبر شاندرا للأشعة السينية وسبيتزر المتقاعد الآن من وكالة ناسا.
على الرغم من هذه الدراسة السابقة ، فإن 93٪ من المجرات الجديدة التي اكتُشفت خلال فترة الطائرات لم يسبق رؤيتها من قبل.
قال هاينلين خلال عرضه التقديمي يوم الاثنين “ما رأيناه من قبل هو أمثلة مشرقة ومكثفة لمجرات لامعة في بدايات الكون”. “نحن الآن في الواقع نسبر مجرات عادية جدًا في عالم فتي مضطرب.”
لطالما نوقش كيف تطورت تلك البيئة الفوضوية والغبار إلى الكون المرئي الذي نراه اليوم. النظرية الرائدة هي أن هذه المرحلة من تطور الكون تسمى عصر إعادة التأينبعد حوالي 400000 عام من الانفجار العظيم ، خلق الجيل الأول من النجوم – التي يُعتقد أنها تزيد عن 30 إلى 300 ضعف كتلة شمسنا وأكثر إشراقًا بملايين المرات – الكون المعتم وأغرقه. أول ضوء.
ثم أعاد ضوء النجوم فوق البنفسجي تأين الكون عن طريق تقسيم ذرات الهيدروجين الوفيرة إلى بروتونات وإلكترونات ، واستمر ذلك لمدة تصل إلى مليار سنة بعد الانفجار العظيم. ومع ذلك ، يقول بعض علماء الفلك أن المخارج الثقوب السوداء الهائلةتمامًا مثل الشخص الذي يعيش في قلب مجرتنا درب التبانة ، يمكن أن يكون كذلك تسبب في هروب الأشعة فوق البنفسجية من المجرات ، وبالتالي لعب دورًا أكثر أهمية في التطور الكوني مما كان يعتقد سابقًا.
الآن ، فريق ثانٍ من مشروع JADES ، يدرس المجرات بين 500 و 850 مليون سنة بعد الانفجار العظيم ، أو في غضون خمس إلى ثماني دقائق من فيلم مدته ساعتان يصف الكون ، يعتقد أن لديه إجابة. سؤال طويل الأمد.
قال رايان إندسلي ، باحث ما بعد الدكتوراه بجامعة تكساس ، الذي قاد الدراسة الثانية: “في هذه النظرة التالية للكون ، بدأنا حقًا في رؤية تأثير تشكل المجرات على تكوين الكون واسع النطاق”. المؤتمر الصحفي يوم الاثنين. “المجرات في الكون المبكر مرتبكة بشكل عام حول كيفية تشكيلها للنجوم.”
درس فريق إندسلي الأعراض تشكيل النجوم في تلك المجرات المبكرة ، قدمت نظرة ثاقبة حول كيفية تأين ضوء النجوم للغاز داخل تلك المجرات. وجد الفريق أن إحدى المجرات الست في ذلك الوقت أظهرت انبعاثًا خطيًا مكثفًا في طيف المجرة ، وهي ميزة تشع عندما تبرد الذرات المتأينة بواسطة ضوء النجوم وتتحد مع جزيئات أخرى.
تمثل خطوط الانبعاث هذه دليلاً على أن المجرات المبكرة كانت تعمل بنشاط على تشكيل النجوم التي قامت بعد ذلك بضخ “تيارات من فوتونات الأشعة فوق البنفسجية” في مجراتها الخاصة. وبهذه الطريقة ، أصبحت النجوم الأولى للكون هي المحرك الرئيسي لإعادة التأين الكوني ، على حد قول إندسلي.
قال خلال عرضه التقديمي: “كانت خطوط الانبعاث المكثفة هذه شائعة نسبيًا في بداية الكون”. وأضاف في التقرير: “كل مجرة نجدها تظهر هذه الإشارات القوية بشكل غير عادي لخطوط الانبعاث ، مما يشير إلى تكوّن نجمي حديث مكثف”. “كانت هذه المجرات المبكرة جيدة جدًا في تكوين نجوم ضخمة وساخنة.”
من نفس خطوط الانبعاث ، استنتج فريق إندسلي أيضًا أن المجرات في الكون المبكر ولدت نجومًا في دفعات قصيرة ، تليها فترات سكون.
فجأة أصبح لديك عشرة آلاف شموس قال إندسلي للصحفيين في مؤتمر صحفي يوم الاثنين: “يتم جمع الكتلة الشمسية القيمة في هذه المجرات المبكرة في نفس الوقت.” لأن هذه النجوم الضخمة الساخنة كانت منتجة فعالة للغاية لهذه الفوتونات فوق البنفسجية ، وهذا أمر بالغ الأهمية لفهمنا لكيفية حدث إعادة التأين. كنا بحاجة إلى تأين كل الهيدروجين في الكون المبكر “.