إن النظرة الأوسع للكون المبكر تميز المجرة من بين أكثر المجرات المكتشفة حتى الآن

تُظهر صورتان جديدتان من تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا ما قد يكون بعضًا من أقدم المجرات التي تم رصدها على الإطلاق. تغطي كلتا الصورتين أشياء يعود تاريخها إلى 13 مليار عام ، وتوفر إحداهما رؤية أوسع بكثير من أول صورة ميدانية عميقة لـ Webb ، والتي تم إصدارها في 12 يوليو وسط ضجة كبيرة. ينضم علماء الفلك وغيرهم من الباحثين الأكاديميين إلى وكالة ناسا والشركاء العالميين للكشف عن رؤى جديدة في الكون.

اكتشف الفريق جسمًا مذهلاً – يُدعى مجرة ​​مايسي على اسم ابنة قائد المشروع ستيفن فينكلشتاين – بعد 290 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم (يشير علماء الفلك إلى انزياح أحمر لـ z = 14).

تم نشر الاختراع على خادم ما قبل الطباعة arXiv وينتظر النشر في مجلة محكمة. إذا تم تأكيد الاكتشاف ، فستكون واحدة من أقدم المجرات التي تمت ملاحظتها على الإطلاق ، وسيشير وجودها إلى أن المجرات بدأت تتشكل في وقت أبكر مما كان يعتقده العديد من علماء الفلك سابقًا.

أكثر حدة من أي وقت مضى الصور الكشف عن المجرات المعقدة التي تتطور بمرور الوقت – بعض دواليب الهواء الناضجة بأناقة ، والبعض الآخر أطفال صغار ، ولا يزال عددًا قليلاً من الدوامات الإسفنجية من الجيران الذين يقومون بعملهم. تم التقاط الصور ، التي استغرق جمعها حوالي 24 ساعة ، من منطقة في السماء بالقرب من مقبض Big Dipper ، وهي كوكبة تسمى Ursa Major. كما رأينا في شريط النمو الممتد ، تمت ملاحظة هذه المنطقة نفسها من السماء بواسطة تلسكوب هابل الفضائي.

قال فينكلشتاين ، الأستاذ المساعد في علم الفلك بجامعة تكساس: “إنه لأمر مدهش أن نرى في هذه الصور الجديدة لجيمس ويب نقطة واحدة من ضوء هابل تتحول إلى مجرة ​​كاملة الشكل جميلة ، والمجرات الأخرى تظهر من العدم”. أوستن والمحقق الرئيسي في المسح العلمي للنشر المبكر للتطور الكوني (CEERS) ، تم التقاط هذه الصور.

يتكون تعاون CEERS من 18 محققًا مشاركًا من 12 مؤسسة وأكثر من 100 متعاون من الولايات المتحدة وتسع دول أخرى. يدرس باحثو CEERS كيف تشكلت المجرات المبكرة خلال فترة تسمى إعادة التأين ، عندما كان الكون أقل من 5٪ من عمره الحالي.

قبل وصول بيانات التلسكوب الفعلية ، قامت Micaela Bagley ، باحثة ما بعد الدكتوراه في UT Austin وأحد رواد التصوير في CEERS ، بإنشاء صور محاكاة لمساعدة الفريق في معالجة الصور الجديدة وتحليلها. قاد باجلي فريقًا لمعالجة الصور الفعلية حتى يتمكن الفريق بأكمله من تحليل البيانات.

الصورة الكبيرة عبارة عن فسيفساء من 690 إطارًا فرديًا استغرق جمعها حوالي 24 ساعة باستخدام المصور الرئيسي للتلسكوب ، والذي يُطلق عليه اسم كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam). تغطي الصورة الجديدة ثمانية أضعاف مساحة السماء كأول صورة للمجال العميق لـ Webb ، على الرغم من أنها ليست بهذا العمق. استخدم الباحثون أجهزة الكمبيوتر العملاقة في مركز تكساس للحوسبة المتقدمة لمعالجة الصور الأولية: تم استخدام Stampede2 للإزالة ضوضاء في الخلفية والمصنوعات اليدوية ، وتم استخدام Frontera ، أقوى كمبيوتر عملاق في العالم في جامعة أمريكية ، لربط الصور معًا لتشكيل فسيفساء واحدة.

قال Finkelstein: “لقد مكنت قوة الحوسبة عالية الأداء من الجمع بين عدد لا يحصى من الصور والاحتفاظ بالإطارات في الذاكرة في وقت واحد للمعالجة ، مما ينتج عنه صورة جميلة”.

تم التقاط الصورة الأخرى بأداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI). مقارنةً بـ NIRcam ، تتمتع MIRI بمجال رؤية أصغر ولكنها تعمل بدقة مكانية أعلى من التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة السابقة. حددت MIRI أطوال موجية أطول بدلاً من NIRCam ، يسمح للفلكيين برؤية الغبار الكوني المتوهج من تشكل النجوم المجرات وترى الضوء من الثقوب السوداء على مسافات كبيرة نسبيًا ، ومن النجوم القديمة على مسافات كبيرة جدًا.