لم يتوقعهم أحد. لم يكن من المفترض أن يكونوا هناك. والآن ، لا أحد يستطيع أن يشرح كيف تشكلوا.
مجرات ضخمة تقريبًا مثل مجرات درب التبانة ومليئة بالنجوم الحمراء الناضجة يبدو أنها مشتتة في صور المجال العميق التي حصل عليها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (ويب أو JWST) خلال حملة المراقبة المبكرة ، وهم يسببون صداعًا لعلماء الفلك.
هؤلاء المجرات، الموصوفة في دراسة جديدة تستند إلى إصدار بيانات ويب الأول ، بعيدة جدًا لدرجة أنها تظهر فقط كنقاط حمراء صغيرة للتلسكوب القوي. من خلال تحليل الضوء المنبعث من هذه المجرات ، أثبت علماء الفلك أنهم كانوا يشاهدونها في بداية كوننا بعد 500000 إلى 700000 سنة فقط من الانفجار العظيم.
هذه المجرات المبكرة ليست مفاجئة في حد ذاتها. توقع علماء الفلك أن تكون العناقيد النجمية الأولى قد ظهرت بعد فترة وجيزة كون انتقلت من ما يسمى ب العصور المظلمة – أول 400000 سنة من وجودها عندما تغلغل ضباب كثيف من ذرات الهيدروجين في الفضاء.
متعلق ب: 12 اكتشافًا مذهلاً لتلسكوب جيمس ويب الفضائي عبر الكون
لكن المجرات الموجودة في صور ويب بدت كبيرة بشكل صادم ، و النجوم فيها قديمة جدا. تتعارض النتائج الجديدة مع الأفكار الحالية حول كيفية ظهور الكون وتطوره في سنواته الأولى ، ولا تتطابق مع الملاحظات السابقة التي أدلى بها سلف ويب الأقل قوة ، تلسكوب هابل الفضائي.
قال جويل ليجا ، الأستاذ المساعد في علم الفلك والفيزياء الفلكية في ولاية بنسلفانيا وأحد مؤلفي الدراسة ، لموقع ProfoundSpace.org: “كانت لدينا توقعات محددة لنوع المجرات التي تعيش في الكون المبكر: فهي صغيرة وصغيرة” بريد الكتروني. “تميل الدراسات السابقة للكون المبكر باستخدام هابل وغيره من الأدوات إلى العثور على مجرات صغيرة زرقاء اللون في أوقات مبكرة: أجسام تشكلت مؤخرًا من الحساء الكوني البدائي وهي تقوم هي نفسها ببناء نجومها وهياكلها المبكرة.”
تتألق النجوم الشابة بشكل عام باللون الأزرق الساطع. مع التقدم في السن ، تتوهج النجوم باللون الأحمر لأنها تحترق من خلال وقودها وتبرد. في المجرات القديمة التي تم بناء ويب لاكتشافها ، لم يكن علماء الفلك يتوقعون رؤية نجوم حمراء قديمة. كما أنهم لم يتوقعوا العثور على مجرات أكبر من مليار مجرة ربما شموس. لكن ليجا قالت إن تلك النقاط الحمراء التي تم الكشف عنها في حقول ويب العميقة تبدو أكبر بمقدار 50 مرة من ذلك.
“يُقدر أن المجرات الأكثر ضخامة في عينتنا لها كتل [two to four times lower] كتب ليجا عن مجرتنا درب التبانة. “كان هذا مذهلاً – وجدنا مجرات مرشحة ضخمة مثل مجرتنا عندما كان الكون 3٪ من عمره الحالي.”
قال ليجا إنه قبل أن يبدأ علماء الفلك في إعادة كتابة نظريات علم الكونيات لشرح كيف اجتمعت هذه المجرات معًا بسرعة كبيرة بعد الانفجار العظيم ، سيتعين عليهم التأكد من أن النقاط الحمراء الفردية التي ينظرون إليها ليست شيئًا آخر. قال ليجا إن معظم التفسيرات البديلة تتطلب أيضًا مفاهيم جديدة تمامًا.
كتب ليجا: “على سبيل المثال ، قد تبعث النجوم في الكون المبكر الضوء بطرق غريبة بسبب افتقارها إلى العناصر الثقيلة ، وربما لا ندمجها في نماذجنا”. “أو بدلاً من ذلك ، ربما يكون فهمنا لكيفية تشكل النجوم محليًا ، على سبيل المثال عدد النجوم التي تتكون من الغاز كدالة لكتلة النجوم ، غير قابل للتطبيق تمامًا في الكون المبكر. ستكون هذه الأشياء أيضًا مثيرة للاكتشاف وستقلب أيضًا فهمنا لتشكيل النجوم في بدايات الكون – بطريقة مختلفة تمامًا. “
تم الحصول على الصور التي كشفت عن هذه المجرات المحيرة بواسطة كاميرا ويب بالقرب من الأشعة تحت الحمراء (NIRCam) كجزء من برنامج Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS). يخطط علماء الفلك لتحويل مرآة ويب قريبًا إلى هذه المجرات مرة أخرى ، هذه المرة ، للحصول على أطياف الضوء لتلك النقاط البعيدة. تقوم الأطياف بتقسيم الضوء المرصود وفقًا لتكوين الطول الموجي الخاص به وبالتالي الكشف عن الخصائص الكيميائية والفيزيائية لمصدره.
قال ليجا: “أهم شيء هو أن الأطياف تعطي مسافات دقيقة جدًا لهذه الأجسام”. “المسافة” و “الهوية” لهذه الكائنات مترابطة: إذا عرفنا المسافة ، فيمكننا تحديد الهوية ، والعكس صحيح. لذا سيخبرنا الطيف على الفور ما إذا كانت فرضياتنا صحيحة. “
بعد أكثر من ستة أشهر بقليل من إصدار فريق Webb إصدار الملاحظات الأولى من المرصد الكبير ، يواجه العلماء بالفعل تحديًا لإعادة كتابة نظرياتهم حول الكون المبكر.
قال ليجا في جامعة بنسلفانيا: “نظرنا إلى الكون المبكر جدًا لأول مرة ولم يكن لدينا أي فكرة عما سنجده”. إفادة. (يفتح في علامة تبويب جديدة) “اتضح أننا وجدنا شيئًا غير متوقع إلى حد أنه يخلق مشاكل للعلم. إنه يدعو الصورة الكاملة لتشكيل المجرات المبكر إلى التساؤل.”
الدراسة نُشر في مجلة Nature يوم الأربعاء (22 فبراير).
تابع تيريزا بولتاروفا على تويتر تضمين التغريدة. تابعنا على تويتر تضمين التغريدة و على فيسبوك.
. “محلل حائز على جوائز. محب للموسيقى. منشئ. هواة Twitter. مستكشف ودود. محب للتواصل ودود.”