اكتشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي Ceers-2112، وهي أبعد مجرة حلزونية منعزلة تمت ملاحظتها حتى الآن. يتحدى هذا الافتراضات السابقة حول تطور المجرات، ويظهر أن المجرات أصبحت مرتبة في وقت أبكر مما كان يُعتقد سابقًا، ويمكن أن يؤدي إلى تغييرات في النماذج النظرية لتكوين المجرات.
توصل فريق بحث، يضم عالم فلك من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد، إلى اكتشاف باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، اكتشف فريق دولي يضم عالم الفلك ألكسندر دي لا فيغا من جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد (UCR)، المجرة الحلزونية ذات القضبان الأكثر بعدًا، والتي تشبه المجرة الحلزونية ذات القضبان الأكثر بعدًا. درب التبانة والذي تم ملاحظته حتى الآن.
حتى الآن، كان يُعتقد أنه لا يمكن رصد المجرات الحلزونية المحظورة، مثل مجرة درب التبانة، إلا بعد أن يصل الكون، الذي يقدر عمره بـ 13.8 مليار سنة، إلى نصف عمره الحالي.
البحث الذي نشر في المجلة طبيعة أجرى هذا الأسبوع علماء من مركز علم الأحياء الفلكي في إسبانيا.
“هذه المجرة، المسماة سيرس-2112، تشكلت بعد وقت قصير من ظهورها الانفجار العظيم“، قال المؤلف المشارك دي لا فيجا، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء وعلم الفلك. “يظهر اكتشاف ceers-2112 أن المجرات في الكون المبكر يمكن أن تكون مرتبة مثل درب التبانة. وهذا أمر مثير للدهشة لأن المجرات كانت كانت تلك المجرات أكثر فوضوية في الكون المبكر، وكان عدد قليل جدًا منها يمتلك هياكل مشابهة لتلك الموجودة في درب التبانة.
فهم أشرطة المجرة
يحتوي Ceers-2112 على بار في وسطه. وأوضح دي لا فيغا أن شريط المجرة عبارة عن هيكل يتكون من النجوم داخل المجرات. تشبه الحانات المجرية الحانات في حياتنا اليومية، مثل قطعة الحلوى. وأوضح أنه من الممكن العثور على قضبان في المجرات غير الحلزونية، لكنها نادرة جدًا.
قال دي لا فيجا، الذي انضم إلى جامعة كاليفورنيا في العام الماضي بعد حصوله على درجة الدكتوراه في علم الفلك من جامعة جونز هوبكنز: “توجد جميع القضبان تقريبًا في المجرات الحلزونية”. “يشير الشريط الموجود في ceers-2112 إلى أن المجرات نضجت وأصبحت منظمة بسرعة أكبر بكثير مما كنا نعتقد سابقًا، مما يعني أن بعض جوانب نظرياتنا حول تكوين المجرات وتطورها تحتاج إلى مراجعة.”
تمثيل فني للمجرة الحلزونية المحظورة سيرس-2112، التي لوحظت في الكون المبكر. تنعكس الأرض في فقاعة وهمية تحيط بالمجرة، مما يشير إلى العلاقة بين درب التبانة وceers-2112. الائتمان: لوكا كوستانتين / CAB / CSIC-INTA
كان الفهم السابق لعلماء الفلك لتطور المجرات هو أن الأمر استغرق عدة مليارات من السنين حتى يتم ترتيب المجرات بشكل كافٍ لتطوير القضبان.
وقال دي لا فيجا: “يظهر اكتشاف سيرز-2112 أن هذا يمكن أن يحدث في جزء صغير من ذلك الوقت، في حوالي مليار سنة أو أقل”.
وقال إنه يُعتقد أن قضبان المجرة تتشكل في مجرات حلزونية حيث تدور النجوم بطريقة منظمة، كما هو الحال في درب التبانة.
وقال دي لا فيجا: “في مثل هذه المجرات، يمكن أن تتشكل القضبان تلقائيًا بسبب عدم الاستقرار في البنية الحلزونية أو تأثيرات الجاذبية لمجرة مجاورة”. “في الماضي، عندما كان الكون صغيرًا جدًا، كانت المجرات غير مستقرة وفوضوية. كان يُعتقد أن القضبان لا يمكن أن تتشكل أو تدوم لفترة طويلة في مجرات الكون المبكر.
الآثار والمساهمات في الاكتشاف
من المتوقع أن يؤدي اكتشاف Ceers-2112 إلى تغيير جانبين على الأقل من جوانب علم الفلك.
ألكسندر دي لا فيجا هو باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد. الائتمان: ألكسندر دي لا فيغا، جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد
وقال دي لا فيجا: “أولاً، ستحتاج النماذج النظرية لتكوين المجرات وتطورها إلى مراعاة حقيقة أن بعض المجرات تصبح مستقرة بدرجة كافية لاستضافة القضبان في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون”. “قد تحتاج هذه النماذج إلى ضبط كمية المادة المظلمة التي تشكل المجرات في الكون المبكر، لأنه يعتقد أن المادة المظلمة تؤثر على المعدل الذي تتشكل به القضبان. ثانيًا، يوضح اكتشاف ceers-2112 أنه يمكن اكتشاف هياكل مثل القضبان عندما كان الكون صغيرًا جدًا. وهذا أمر مهم لأن المجرات في الماضي كانت أصغر مما هي عليه اليوم، مما يجعل العثور على القضبان أكثر صعوبة. يمهد اكتشاف Ceers-2112 الطريق لاكتشاف أشرطة أخرى في الكون الشاب.
ساعد دي لا فيغا فريق البحث من خلال تقدير الانزياح الأحمر وخصائص Ceers-2112. كما ساهم في تفسير القياسات.
وقال: “إن الانزياح نحو الأحمر هو خاصية يمكن ملاحظتها للمجرة التي تشير إلى مدى بعدها ومدى بعدها في الوقت المناسب، وهو نتيجة لسرعة الضوء المحدودة”.
أكثر ما فاجأ دي لا فيغا في اكتشاف Ceers-2112 هو القدرة على الحد من خصائص شريطه.
وقال: “اعتقدت في البداية أن اكتشاف وتقدير خصائص القضبان في مجرات مثل Ceers-2112 سيكون محفوفًا بالشكوك في القياس”. “لكن قوة تلسكوب جيمس ويب الفضائي وخبرة فريق البحث لدينا ساعدتنا في وضع قيود قوية على حجم وشكل الشريط.”
في جامعة كاليفورنيا، يشرف دي لا فيجا على التوعية بعلم الفلك. ويخطط ليالي التلسكوب داخل الحرم الجامعي وخارجه، بالإضافة إلى زيارات إلى المدارس المحلية لتقديم عروض تقديمية حول علم الفلك. كما أنه يقود سلسلة المناقشات العامة حول علم الفلك في أيام الخميس الكونية، بالإضافة إلى أحداث لمرة واحدة للمناسبات الخاصة، مثل أمسيات مشاهدة الكسوف.
تحمل الورقة البحثية عنوان “مجرة حلزونية قضيبية تشبه مجرة درب التبانة مع انزياح أحمر قدره 3”.
المرجع: “مجرة حلزونية قضيبية تشبه درب التبانة عند انزياح أحمر قدره 3” بقلم لوكا كوستانتين، بابلو جي بيريز غونزاليس، يوشين غو، كيارا بوتيتا، شاردا جوجي، ميكايلا بي باجلي، غييرمو بارو، جيهان س. كارتالتيبي ، أنطون إم كوكيموير، كريستينا كابيلو، إنريكو ماريا كورسيني، جايرو مينديز أبرو، ألكسندر دي لا فيجا، كارثيك جي إيير، لورا بيسجيللو، ينججي تشينج، لورنزو موريلي، بابلو أرابال هارو، فرناندو بويتراجو، إم سي كوبر، أفيشاي ديكل، مارك ديكنسون، ستيفن إل. فينكلستين، ماورو جيافاليسكو، بيني دبليو هولويردا، مارك هويرتاس-كومباني، راي أ. لوكاس، كيسي بابوفيتش، نور بيرزكال، ليز ماري سيلي، خيسوس فيجا فيريرو، ستيجن ويتس، ولاي آرون يونج، 8 نوفمبر 2023، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-023-06636-x
