شاهد فجر JWST Starlight

الملاحظات الأولية من قبل تلسكوب جيمس ويب الفضائي تشير الاندماجات المجرية المبكرة إلى تكوين نجوم أسرع وأكثر كفاءة مما كان معروفًا سابقًا، مما يكشف عن تجمعات نجمية معقدة ويتحدى النظريات الكونية الحالية.

• نمت المجرات والنجوم بسرعة بعد ذلك .الانفجار العظيم مما كان متوقعا.
• تُظهر الصور التفصيلية لإحدى المجرات الأولى نموًا أسرع بكثير مما كنا نعتقد.

قام فريق بحث دولي بملاحظات تفصيلية غير مسبوقة حول اندماج أقدم المجرات على الإطلاق. فهي تشير إلى أن النجوم نمت بشكل أسرع وأكثر كفاءة مما كنا نعتقد.

واستخدموا تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لرؤية الجسم الضخم بعد 510 ملايين سنة من الانفجار الكبير، أي قبل حوالي 13 مليار سنة.

يقول الدكتور كيت بوييت، الباحث المساعد في First Galaxies Astro 3D من جامعة ملبورن: “عندما قمنا بهذه الملاحظات، كانت هذه المجرة أكبر بعشر مرات من أي مجرة ​​أخرى تم اكتشافها في وقت مبكر من الكون”. وهو المؤلف الرئيسي لمقالة نشرت مؤخرا علم الفلك الطبيعي. هناك 27 مؤلفًا من 19 مؤسسة في أستراليا وتايلاند وإيطاليا والولايات المتحدة الأمريكية واليابان والدنمارك والصين.

سيمكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي، المقرر إطلاقه في عام 2021، علماء الفلك من رؤية الكون المبكر بطرق لم تكن ممكنة من قبل. الأجسام التي ظهرت كنقاط ضوئية منفردة من خلال التلسكوبات السابقة مثل تلسكوب هابل الفضائيالكشف عن تعقيدها.

يُظهر تلسكوب جيمس ويب الفضائي تفاصيل اندماج المجرة الضخم قبل 13 مليار سنة الائتمان: أسترو 3D

يقول البروفيسور ميشيل ترينتي، قائد موضوع ASTRO 3D First Galaxies ورئيس العقد في جامعة ملبورن: “إنه لأمر مدهش أن نرى قدرة تلسكوب جيمس ويب الفضائي على تقديم رؤية تفصيلية للمجرات الموجودة على حافة الكون المرئي، حتى الآن في الزمن البعيد”. يقول البروفيسور ترينتي: “إن هذا المرصد الفضائي يغير فهمنا لتكوين المجرات المبكر”.

تُظهر الملاحظات الواردة في هذا البحث مجرة ​​تحتوي على مكونين في المجموعة الرئيسية وعدة مجموعات ذات ذيل طويل، مما يشير إلى اندماج المجرتين في مجرة ​​واحدة أكبر.

“الاندماج لم ينته بعد. يمكننا أن نقول من خلال حقيقة أننا ننظر إلى عنصرين آخرين. يمكن تشكيل ذيل طويل بسبب بعض الأشياء التي يتم تخصيصها أثناء عملية الدمج. عندما يجتمع شيئين، فإنهم يتخلصون من بعض الأشياء. يقول الدكتور بوييت: “هذا يخبرنا أن هناك رابطًا، رابطًا بعيدًا لم يسبق له مثيل من قبل”.

هذه الملاحظات وغيرها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي دفعت علماء الفيزياء الفلكية إلى تحسين نموذجهم للسنوات الأولى للكون.

يقول الدكتور بوييت: “مع جيمس ويب، نرى المزيد من الأجسام في الكون المبكر أكثر مما توقعنا، وهذه الأجسام أكبر مما كنا نعتقد”. “قد لا يكون علم الكون لدينا خاطئًا بالضرورة، لكن فهمنا لمدى سرعة تشكل المجرات قد يكون لأنها أكبر بكثير مما كنا نعتقد.”

المجرات القديمة الأخرى. الائتمان: أسترو 3D

دكتور. تظهر النتائج التي توصل إليها فريق بويت أن هذه المجرات كانت قادرة على تجميع الكتلة بسرعة كبيرة من خلال عمليات الاندماج.

لكن حجم المجرات وسرعة نموها ليس فقط ما يفاجئ الدكتور بويد. تصف ورقته البحثية للمرة الأولى تعداد النجوم التي تشكل مجرات مندمجة، وهو تفصيل آخر أصبح ممكنًا بفضل تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

“عندما قارنا تحليلنا الطيفي مع تصويرنا، رأينا شيئين مختلفين. الصورة أخبرتنا أن عدد النجوم كان صغيرا، لكن التحليل الطيفي كان يتحدث عن نجوم قديمة جدا. لكن اتضح أن كلاهما صحيح، لأننا ليس لديك نجمة واحدة، بل نجمتان.” يقول بويد.

“نحن نعتقد أن المجموعة القديمة كانت موجودة منذ فترة طويلة وأن اندماج المجرات يخلق نجومًا جديدة، وهو ما نراه في التصوير – نجوم جديدة فوق المجموعة القديمة.”

تظهر معظم الدراسات التي أجريت على هذه الأجسام البعيدة نجومًا صغيرة جدًا، ولكن نظرًا لأن النجوم الأصغر سنًا أكثر سطوعًا، فإن ضوءها يهيمن على بيانات التصوير. ومع ذلك، يسمح تلسكوب جيمس ويب الفضائي بإجراء ملاحظات تفصيلية يمكنها التمييز بين المجموعتين.

يقول الدكتور بوييت: “إن حقيقة كون التحليل الطيفي مفصلاً للغاية بحيث يمكننا رؤية السمات الدقيقة للنجوم القديمة، تشير إلى أن هناك في الواقع أكثر مما تعتقد”.

“هذا ليس مفاجئًا تمامًا، فنحن نعلم أنه في تاريخ الكون هناك قمم لتكوين النجوم الجديدة لأسباب مختلفة، مما يؤدي إلى تعدد السكان.

“لكن هذه هي المرة الأولى التي نراهم فيها إلى هذا الحد.”

الورقة لها آثار كبيرة على النمذجة الحالية.

“يمكن لعمليات المحاكاة لدينا أن تنتج جسمًا مشابهًا لذلك الذي لاحظناه، بنفس عمر الكون تقريبًا، وبنفس الكتلة تقريبًا، ومع ذلك، هذا نادر للغاية. ومن النادر جدًا أن يكون هناك واحد فقط من هذه الأجسام في العينة بأكملها. ومن خلال ملاحظاتنا، نعلم أننا إما محظوظون بشكل لا يصدق أو أن عمليات المحاكاة لدينا خاطئة.” يقول الدكتور بوييت: “فرصة للمراقبة، وهذا النوع من المواد أكثر شيوعًا مما نعتقد”.

“ما نعتقد أننا نفتقده هو أن النجوم تتشكل بكفاءة عالية، ويجب تغيير هذا في نماذجنا.”

المرجع: “مجرة متفاعلة ضخمة بعد 510 مليون سنة من الانفجار الكبير” بقلم كريستين بوييت، مايكل ترينتي، نيشا ليثوتشافاليد، أنتونيلو كالابرو، بنيامين ميهتا، غيدو روبرتس بورزاني، نيكولو دالماسو، ليلان يانغ، باولا سانتيني، توماسو ترينوس، ألينا هنري. ، شارلوت أ. ماسون، تاكاهيرو موريشيتا، ثيميا ناناياكارا، نامراتا روي، تشين وانغ، أدريانو فونتانا، إميليانو ميرلين، ماركو كاستيلانو، دييغو باريس، ماروشا برادوك، مات مالجان، دانيلو مارشيسيني، سارة مالاسيانت، سارة مالاسيانت، إيروس فانزيلا، وبينيديتا فولكاني، 7 مارس , 2024, علم الفلك الطبيعي.
دوى: 10.1038/s41550-024-02218-7