لقد حدد العلماء للتو عمليات تكوين بعض المجرات الأولى في الكون خلال العصر المضطرب للفجر الكوني.
JWST كشفت عمليات رصد الكون المبكر منذ حوالي 13.3 إلى 13.4 مليار سنة – أي بعد بضع مئات الملايين من السنين فقط من الانفجار الكبير – عن علامات واضحة على وجود خزانات غازية تم امتصاصها بشكل نشط في ثلاث مجرات تشكلت حديثًا وتنمو.
“يمكن القول أن هذه هي الصور “المباشرة” الأولى لتكوين المجرات التي رأيناها على الإطلاق.” يقول عالم الفيزياء الفلكية كاسبر إلم هاينتز من معهد نيلز بور في الدنمارك، الذي قاد البحث.
“بينما جيمس ويب [Space Telescope] لقد أظهر لنا بالفعل المجرات الأولى في مراحل لاحقة من التطور، ونحن هنا نشهد ولادتها، وبالتالي بناء أول أنظمة النجوم في الكون.
المعروف باسم الفجر الكوني، رالمليار سنة الأولى بعد الانفجار الكبير محاطة بشيئين: الغموض وضباب الهيدروجين المحايد الذي تغلغل في الكون ومنع الضوء من الانتشار بحرية. الأول هو في الواقع نتيجة طبيعية ومباشرة للثاني، لأن الضوء هو الأداة التي نستخدمها لفهم الكون.
تم تصميم تلسكوب جيمس ويب الفضائي جزئيًا لمحاولة اختراق هذا الضباب، نظرًا لأن الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء التي يرصد من خلالها الكون تخترق بسهولة أكبر. السفر أبعد من ذلك من الأطوال الموجية الأخرى. ما نريد أن نعرفه هو كيف اجتمعت كل هذه الأشياء معًا – كيف، من حساء ساخن من البلازما البدائية، اجتمعت النجوم والمجرات الأولى معًا، تبدد الضباب في ضوء الأجسام الأولىوقد اتخذ الكون خطوات صغيرة نحو ما هو عليه اليوم.
لذلك استخدم هاينتز وفريقه الدولي عين الأشعة تحت الحمراء القوية لـ JWST للنظر في الفجر الكوني، حيث اكتشفوا إشارة تمتد إلى ثلاث مجرات. على وجه التحديد، انبعثت الإشارة من الهيدروجين المحايد المحيط بها عندما امتص الغاز الضوء وأعاد بعثه من المجرات.
ووجد الباحثون أن هذه المجرات كانت موجودة بعد حوالي 400 إلى 600 مليون سنة من الانفجار الكبير، الذي حدث قبل حوالي 13.8 مليار سنة. وهذا يجعل هذه المجرات الثلاث من بين المجرات الأولى التي تم اكتشافها.
“هذه المجرات تشبه الجزر المتلألئة في بحر من الغاز محايد ومبهم.” يقول هاينتز.
بالإضافة إلى ذلك، تمكن الباحثون من التمييز بين خزانات الغاز حول المجرات والغاز المحايد بين المجرات. تم تحديد هذه الخزانات لتكون كبيرة جدًا، وتغطي نسبة كبيرة إلى حد ما من كل مجرة، مما يشير إلى أنها كانت تقوم بمعالجة المواد المجرية بشكل نشط. وحقيقة وجود كمية كبيرة من هذا الغاز تشير أيضًا إلى أنه في وقت الرصدات، لم تكن المجرات قد شكلت معظم نجومها بعد.
“في بضع مئات الملايين من السنين بعد الانفجار الكبير، تشكلت النجوم الأولى، قبل أن تبدأ النجوم والغاز في الاندماج لتكوين المجرات.” يقول عالم الكونيات وعالم الفيزياء الفلكية داراش واتسون من معهد نيلز بور. “هذه هي العملية التي نرى بدايتها في ملاحظاتنا.”
لا يزال لدينا الكثير من الأسئلة حول Cosmic Dawn. لقد خدشنا السطح بالكاد، ولا يزال هناك العديد من الأسرار المغطاة بالهيدروجين المحايد، والكثير منها لم يتم اكتشافه بعد. لكن المجرات الثلاث التي اكتشفها هاينتز وفريقه تمثل خطوة إلى الأمام. والآن بعد أن علمنا بوجود المجرات، يمكننا أن ننظر إليها عن كثب لفهم عملية تكوين المجرات بشكل أفضل.
“أحد الأسئلة الأساسية التي نطرحها نحن البشر دائمًا هو: من أين أتينا؟” يقول عالم الفلك غابرييل برامر من معهد نيلز بور.
“هنا، نقوم بتجميع المزيد من الإجابات من خلال تسليط الضوء على الوقت الذي تم فيه إنشاء بعض أقدم الهياكل في الكون. إنها عملية سندرسها بمزيد من التفصيل، حتى نأمل أن نكون قادرين على وضع المزيد قطع اللغز معًا.”
وقد نشر البحث في علم.
