اكتشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي Cirrus-2112، وهي أبعد مجرة ​​حلزونية قضيبية تمت ملاحظتها حتى الآن. إنه يتحدى الافتراضات السابقة حول تطور المجرات، ويظهر أن المجرات قد تم تنظيمها في وقت أبكر مما كان يُعتقد سابقًا، ويؤدي إلى تغييرات في النماذج النظرية لتكوين المجرات.

استخدمه فريق بحث، بما في ذلك عالم فلكي من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد، لمعرفة ذلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، اكتشف فريق دولي يضم عالم الفلك ألكسندر دي لا فيغا من جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد (UCR) مجرة ​​حلزونية قضيبية بعيدة جدًا مثل ريفرسايد. درب التبانة وما زال متبعا حتى الآن.

حتى الآن، كان يُعتقد أنه لا يمكن رصد المجرات الحلزونية المحظورة مثل مجرة ​​درب التبانة قبل أن يصل عمر الكون البالغ 13.8 مليار عام إلى نصف عمره الحالي.

البحث الذي نشر في المجلة طبيعة وقد قاد هذا الأسبوع علماء في مركز الأحياء الفلكية في إسبانيا.

“تشكلت المجرة المسماة Cirrus-2112 بعد فترة وجيزة .الانفجار العظيم“وقال المؤلف المشارك دي لا فيغا، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء وعلم الفلك. “يظهر اكتشاف CIERS-2112 أن المجرات في الكون المبكر قد تكون مرتبة مثل درب التبانة. وهذا أمر مثير للدهشة لأن المجرات كانت فوضوية للغاية في الكون المبكر لدرجة أنه كان هناك عدد قليل جدًا من الهياكل المشابهة لدرب التبانة.”

فهم أشرطة المجرة

يحتوي Ceers-2112 على بار في وسطه. وأوضح دي لا فيغا أن مجرة ​​درب التبانة تتكون من نجوم داخل المجرات. تشبه ألواح المجرة قطع الحلوى في حياتنا اليومية. من الممكن العثور على قضبان في المجرات غير الحلزونية، لكنها نادرة جدًا.

وقال دي لا فيجا، الذي انضم إلى جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا بعد حصوله على درجة الدكتوراه في علم الفلك من جامعة جونز هوبكنز: “توجد جميع القضبان تقريبًا في المجرات الحلزونية”. “المجرات في سيرز-2112 تنضج وتفرز بشكل أسرع بكثير مما كنا نعتقد سابقا، مما يعني أن بعض جوانب نظرياتنا حول تكوين المجرات وتطورها يجب أن يتم مراجعتها.”

تمثيل فني لمجرة سيرز-2112 ذات القضبان الحلزونية التي شوهدت في الكون المبكر. تنعكس الأرض في فقاعة وهمية حول المجرة، مما يشير إلى العلاقة بين درب التبانة وسيرز 2112. الائتمان: لوكا كوستانتين / CAB / CSIC-INTA

كان الفهم السابق لعلماء الفلك لتطور المجرات هو أن المجرات استغرقت مليارات السنين لتكوين ما يكفي لتكوين القضبان.

وقال دي لا فيجا: “يظهر اكتشاف سيرز-2112 أنه سيحدث في جزء صغير من ذلك الوقت، حوالي مليار سنة أو أقل”.

ووفقا له، يعتقد أن مجموعات درب التبانة تتشكل في المجرات الحلزونية حيث تدور النجوم بنمط منظم.

وقال دي لا فيجا: “في مثل هذه المجرات، يمكن أن تتشكل القضبان تلقائيًا بسبب عدم الاستقرار في النظام الحلزوني أو تأثيرات الجاذبية للمجرات المجاورة”. “في الماضي، عندما كان الكون صغيرًا جدًا، كانت المجرات غير مستقرة وفوضوية. وكان يُعتقد أن القضبان في الكون المبكر لا يمكن أن تتشكل أو تدوم لفترة طويلة.

آثار ومساهمات الاختراع

ومن المتوقع أن يؤدي اكتشاف سيرز-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، النماذج النظرية لتكوين المجرات وتطورها يجب أن تأخذ في الاعتبار أن بعض المجرات أصبحت مستقرة بما يكفي لاستضافة القضبان في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون”. “قد تحتاج هذه النماذج إلى تعديل كمية المادة المظلمة التي تشكل المجرات في الكون المبكر، حيث يُعتقد أن المادة المظلمة تؤثر على معدل تشكل القضبان. ثانيًا، يوضح اكتشاف سيرز 2112 أن الهياكل الشبيهة بالقضبان يمكن أن تكون تم اكتشافه عندما كان الكون صغيرًا جدًا، وهذا مهم لأنه على مسافات بعيدة كانت المجرات أصغر مما هي عليه الآن، مما يجعل من الصعب العثور على القضبان، ويمهد اكتشاف سيرز-2112 الطريق للعثور على المزيد من القضبان في الكون الشاب.

ساعد دي لا فيجا فريق البحث في تقدير الانزياح نحو الأحمر وخصائص سيرز-2112. كما ساهم في تفسير القياسات.

وقال: “إن الانزياح نحو الأحمر هو خاصية يمكن ملاحظتها للمجرة التي تشير إلى مدى بعد المجرة وإلى أي مدى يمكن رؤية المجرة، وهو نتيجة لسرعة الضوء المحدودة”.

أكثر ما أدهش دي لا فيغا بشأن اختراع Sears-2112 هو مدى قدرته على التحكم في خصائص لحاءه.

وقال: “في البداية، اعتقدت أن اكتشاف وتقدير خصائص القضبان في مجرات مثل Cirrus-2112 سيكون محفوفًا بعدم اليقين في القياس”. “لكن قوة تلسكوب جيمس ويب الفضائي وخبرة فريق البحث لدينا ساعدت في وضع قيود قوية على حجم وشكل النطاق.”

في جامعة كاليفورنيا، يشرف دي لا فيجا على التوعية بعلم الفلك. كما يخطط أيضًا لليالي التلسكوب داخل وخارج الحرم الجامعي ويزور المدارس المحلية لتقديم عروض توضيحية حول علم الفلك. كما أنه يقود سلسلة أحاديث عامة عن علم الفلك بعنوان “كوكب المشتري الكوني” وأحداثًا لمرة واحدة للمناسبات الخاصة، مثل حفلات مشاهدة الكسوف.

تحمل الورقة عنوان “مجرة حلزونية ذات قضبان تشبه درب التبانة عند انزياح أحمر قدره 3”.

المرجع: لوكا كوستانتين، بابلو ج. بيريز جونزاليس، يوشين جو، كيارا بوتيتا، شاردا جوجي، ميكايلا بي. باجلي، غييرمو بارو، جيهان س. جاردالديب، “الانزياح نحو الأحمر في مجرة ​​حلزونية ذات قضبان تشبه درب التبانة”، أنطون م. كوكيموير، كريستينا كابيلو، إنريكو ماريا كورسيني، جايرو مينديز أبرو، ألكسندر دي لا فيجا، كارثيك جي. آير، لورا بيسيللو، ينغزهي تشينغ، لورانس موريلي، بابلو أرابيل هارو، فرناندو بويتراغو، أفيسك كوبر، أفيسك كوبر، أفيسك كوبر، ديكنسون، ستيفن إل. فينكلستين، ماورو تشيفاليسكو، بن دبليو. هولويردا، شركة مارك جاردنز، راي أ. لوكاس، كيسي بابوفيتش، نور بيرسكال، ليز ماري سيل، جيسوس فيجا فيريرو، ستيجن ويتز، وLY A 8 نوفمبر 2023، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-023-06636-x