اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أقدم أربع مجرات تم رصدها على الإطلاق ، تشكلت إحداها بعد 320 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم عندما كان الكون لا يزال في مهده.
ووفقًا لموقع “RT” ، أطلق تلسكوب جيمس ويب سيلًا من الاكتشافات العلمية منذ أن بدأ العمل العام الماضي ، حيث كان يحدق أكثر من أي وقت مضى في المناطق البعيدة للكون ، مما يعني أيضًا أنه يبحث الرجوع بالزمن.
بحلول الوقت الذي يصل فيه الضوء القادم من أبعد المجرات إلى الأرض ، يكون قد تمدد بسبب توسع الكون إلى منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف الضوئي.
تتمتع أداة NIRCam التابعة لتلسكوب جيمس ويب بقدرة غير مسبوقة على اكتشاف ضوء الأشعة تحت الحمراء ، مما يسمح لها باكتشاف نطاق غير مرئي سابقًا من المجرات ، والتي يمكن لبعضها إعادة تشكيل فهم علماء الفلك للكون المبكر.
أعلن علماء الفلك في دراستين نشرتا في مجلة Nature Astronomy أنهم اكتشفوا بشكل لا لبس فيه المجرات الأربع الأبعد التي تم رصدها على الإطلاق.
يعود تاريخ المجرات إلى 300 إلى 500 مليون سنة بعد الانفجار العظيم قبل أكثر من 13 مليار سنة ، عندما كان الكون 2٪ فقط من عمره الحالي.
وهذا يعني أن المجرات هي فيما يسمى “عصر إعادة التأين” ، وهي الفترة التي يُعتقد أن النجوم الأولى قد ظهرت فيها. جاء هذا العصر بعد العصور المظلمة الكونية التي أحدثها الانفجار العظيم.
ذكرت الدراستان الجديدتان أن علماء الفلك واثقون الآن من أن الضوء المنبعث من هذه المجرات يسافر إلى الأرض منذ أكثر من 13.4 مليار سنة. وأظهرت النتائج أن هذه المجرات سكنت الكون عندما كان عمره أقل من 350 مليون سنة ، وتشير إلى الظهور السريع للأجيال الأولى من المجرات.
يؤكد هذا الاكتشاف قدرة جيمس ويب على أداء إحدى أهم مهامه ، وهي دراسة الكون المبكر من خلال الضوء الذي كان يسافر لفترة طويلة بحيث أدى توسع الكون إلى إطالة طول موجته. يسمى هذا التمدد للضوء بالانزياح الأحمر. كلما طالت مدة انتقال الضوء ، زاد توسع الكون باتجاه النهاية الحمراء للطيف الكهرومغناطيسي. هذا يعني أنه يمكن استخدام الانزياح الأحمر كمقياس للمسافة ، وأن المجرات المبكرة لابد أن لديها ضوء أظهر انزياحًا أحمر شديدًا ، مع امتداد ضوءها إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء.
حتى الآن ، حدد التلسكوب الذي تبلغ قيمته 10 مليارات دولار العديد من المجرات المرشحة ذات الانزياح الأحمر العالي للغاية ، ولكن يجب تأكيد هذه الملاحظات باستخدام التحليل الطيفي.
يمكن استخدام التحليل الطيفي للتمييز بين المجرات المبكرة والمجرات الأقرب والأكثر حداثة والتي قد تشترك في خصائص مماثلة ، لأن التحليل الطيفي يمكنه اكتشاف الإشارات المميزة لعناصر معينة. كانت المجرات المبكرة تتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم ، وتفتقر إلى العناصر الأثقل مثل الأكسجين والنيتروجين والكربون. هذا لأنه لم يتم تخصيبه بعد بالعناصر الثقيلة التي تشكلها النجوم عن طريق الاندماج النووي ثم تتشتت عندما تموت هذه النجوم وتذهب إلى مستعر أعظم.
سمح تحليل العلماء للبيانات التي تم جمعها من كاميرا جيمس ويب القريبة من الأشعة تحت الحمراء (NIRCam) وأداة مقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) بتحديد أن المجرات الأربع المعينة JADES-GS-z10–0، JADES-GS-z11–0 ، و JADES -GS-z12–0 و JADES-GS-z13–0 بالفعل انزياحات حمراء شديدة من 10.3 إلى 13.2.
يشير اسم JADES إلى أداة المسح المتقدم العميق خارج المجرة JWST لتلسكوب جيمس ويب.
لقد توصلوا إلى هذا الاستنتاج لأن أطياف هذه المجرات تفتقر إلى بصمة واضحة لعناصر ثقيلة مثل الكربون ، مما يعني أن جيمس ويب يراها كما كانت عندما كان عمر الكون 300 إلى 500 مليون سنة فقط. (يبلغ عمر الكون حاليًا حوالي 13.8 مليار سنة).
وقال ستيفان شارلوت الباحث في معهد الفيزياء الفلكية في باريس والمؤلف المشارك للدراستين الجديدتين لوكالة فرانس برس إن أبعد مجرة هي JADES-GS-z13-0 ، والتي تشكلت بعد 320 مليون سنة من الانفجار العظيم.
قال برانت روبرتسون ، المؤلف المشارك وعضو فريق العلوم في NIRCam ، في الإصدار: “لأول مرة ، اكتشفنا مجرات بعد 350 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم ، ويمكننا أن نكون واثقين تمامًا من مسافاتها الرائعة”. “وجدنا هذه المجرات المبكرة في مثل هذه الصور الجميلة بشكل لا يصدق.” مذهلة تجربة خاصة “.
تأتي الملاحظات من الجولة الأولى من أرصاد JADES ، والتي كانت موجهة إلى منطقة صغيرة من السماء تُعرف باسم الحقل شديد العمق الذي تم فحصه منذ ما يقرب من عقدين من قبل تلسكوب هابل الفضائي. تحتوي هذه البقعة من السماء على حوالي 100000 مجرة ، تم اكتشاف كل منها في مرحلة ما من تاريخها ، وربما بلايين السنين في الماضي.
استخدم الباحثون أكثر من 10 أيام من وقت جيمس ويب لدراسة المجال شديد العمق باستخدام NIRCam ، ومراقبة ذلك في تسعة ألوان مختلفة من ضوء الأشعة تحت الحمراء.
تبع ذلك 28 ساعة من جمع البيانات التي أجرتها أداة NIRSpec على مدى ثلاثة أيام. لذلك ، قدم جيمس ويب صورًا حساسة وحادة للمنطقة بشكل استثنائي ، مما زود علماء الفلك بالبيانات التي يحتاجونها للحصول على قياس دقيق للانزياح الأحمر لكل مجرة وكشف خصائص الغاز والنجوم داخل كل واحدة.
