تم التأكيد على أن الضوء الذي سافر لأكثر من 13.4 مليار سنة للوصول إلى جوارنا في الفضاء جاء من أقدم وأبعد مجرة تم اكتشافها على الإطلاق.
هذا يضع الأبعد من بين هذه الأجسام الأربعة الصغيرة جدًا في فجر الكون ، بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم – وقت كان الكون لا يزال ضبابيًا ومعتمًا وكانت أشعة الضوء الأولى تخترق الظلام.
مفصلة جدا JWSTمن خلال الملاحظات الطيفية الطويلة ، لا يستطيع الباحثون قياس المسافة التي يقطعها الضوء من هذه المجرات فحسب ، بل يمكنهم أيضًا استنتاج بعض خصائص المجرات.
“لأول مرة ، اكتشفنا المجرات بعد 350 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم ، ويمكننا التأكد تمامًا من مسافاتها الرائعة” ، يقول عالم الفلك برانت روبرتسون من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز.
“العثور على هذه المجرات الأولى في صور بمثل هذا الجمال الأخاذ هو تجربة خاصة.”
كانت القدرة على النظر إلى الكون في وقت أبكر من أي وقت مضى واحدة من أعظم الآمال الموضوعة في JWST. إن فهمنا للمليار سنة الأولى بعد الانفجار العظيم محدود للغاية ، ويمكن أن يساعد اكتشاف الأجسام القديمة بشكل متزايد في إلقاء الضوء على هذه الفترة التكوينية الحاسمة.
لدينا نماذج تصف كيفية تطور الأحداث. نعتقد أنه قبل ولادة النجوم الأولى ، كان الكون مليئًا بمادة غير شفافة ؛ أي ضوء مشتت بواسطة الإلكترونات الحرة ولا يمكن أن يتدفق بحرية.
تتحد هذه الجسيمات تدريجياً لتكوين هيدروجين محايد ؛ عندما بدأت النجوم في التكون ، قاموا بتأين الهيدروجين وأشرق الضوء. اكتملت هذه العملية بعد حوالي مليار سنة من ولادة الكون.
الضوء المنبعث من هذه الأشياء ضعيف جدًا ، لأنه سافر بعيدًا جدًا. وبسبب توسع الكون ، فقد امتد بشكل كبير إلى الطرف الأطول والأكثر احمرارًا من الطيف ، وهي ظاهرة تُعرف باسم الانزياح الأحمر.
يعد JWST أقوى تلسكوب تم إطلاقه في الفضاء على الإطلاق ، وهو متخصص في الأشعة تحت الحمراء والأشعة تحت الحمراء القريبة – وهو مصمم لاكتشاف هذا الضوء الأحمر ، بأفضل ما في وسعنا.
للحصول على انزياح أحمر موثوق به ، يجب تقسيم الضوء إلى الأطوال الموجية المكونة له ، وهي تقنية تُعرف باسم التحليل الطيفي. قام فريق من الباحثين بتقسيم الضوء من NIRCam الخاص بـ JWST إلى تسعة نطاقات للأطوال الموجية ، مع التركيز على أربع مجرات ذات انزياحات حمراء عالية ، اثنان منها تم التعرف عليها لأول مرة بواسطة هابل.
تؤكد بيانات JWST الجديدة أن هاتين المجرتين هما بالفعل من بين أبعد المجرات التي تم اكتشافها على الإطلاق – وأن المجرتين الأخريين بعيدتان عن بعضهما البعض.
وأضاف: “كان من الضروري إثبات أن هذه المجرات تسكن بالفعل الكون المبكر. من المحتمل جدًا أن المجرات الأقرب تتنكر في شكل مجرات بعيدة جدًا”. تقول عالمة الفلك إيما كورتيس ليك من جامعة هيرتفوردشاير في المملكة المتحدة.
“لرؤية الطيف مكشوفًا كما كنا نأمل ، مما يؤكد أن هذه المجرات على حافة مجال رؤيتنا ، وبعضها بعيدًا عما يمكن أن يراه هابل! هذا إنجاز مثير للغاية للمهمة.”
مجرتا هابل لها انزياح أحمر يبلغ 10.38 و 11.58. تحتوي اكتشافات JWST الجديدة على انزياح أحمر يبلغ 12.63 و 13.20 – وهذا الأخير يبعد حوالي 13.5 مليار سنة ضوئية.
يخضع المرشحون الآخرون للتحولات الحمراء الأعلى حاليًا للتحقيق ، لكن لم يتم تأكيدهم بعد. بالنظر إلى أن JWST لم يتم تشغيله لمدة ستة أشهر حتى الآن ، فربما لن يمر وقت طويل قبل كسر الرقم القياسي.
ولكن هناك الكثير مما يجب فعله في الوقت الحالي. جمعت الملاحظات التي أعطتنا هذه المجرات البعيدة كجزء من JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) ما مجموعه 28 ساعة من البيانات من منطقة من الفضاء داخل وحول العالم الشهير. مجال هابل شديد العمق.
سيكون هذا الضوء قادرًا على إخبارنا بالكثير عن ظروف الكون المبكر وعن تكوين النجوم والمجرات الأولى.
“باستخدام هذه القياسات ، يمكننا معرفة اللمعان الجوهري للمجرات وتحديد عدد النجوم التي لديها ،” روبرتسون يقول.
“الآن يمكننا أن نبدأ حقًا في التمييز بين كيفية تجمع المجرات بمرور الوقت.”
سيقدم الباحثون نتائجهم في STScI النتائج العلمية الأولى لـ JWST مؤتمر. يمكن قراءة كل من المستندات المطبوعة مسبقًا هنا و هنا.
