لندن-سبأ:
كشف العلماء من خلال دراسة حديثة تم نشرها في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية عن أنه تم تأكيد المجرة التي سافر ضوئها ما يقرب من 13.5 مليار سنة للوصول إلينا على أنها أقدم مجرة تم العثور عليها حتى الآن.
ومن خلال دراسة محتوى الأكسجين في المجرة باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / الفرعية ( ALMA ) ، قام علماء الفلك بتاريخها بدقة إلى 367 مليون سنة فقط بعد الانفجار العظيم ، وهو الوقت الذي كانت فيه الأضواء الأولى في الكون لا تزال قيد التشغيل والبدء لتنتشر بحرية عبر الفضاء.
وتؤكد النتيجة الملاحظات التي قام بها JWST ، وتقدم معلومات جديدة عن الكون المبكر تخبرنا عن أصول العناصر.
ويقول عالم الفلك توم باكس من جامعة ناغويا في اليابان : "كشفت الصور الأولى لتلسكوب جيمس ويب الفضائي عن العديد من المجرات المبكرة لدرجة أننا شعرنا أنه يتعين علينا اختبار نتائجه باستخدام أفضل مرصد على الأرض" ...ولقد كان وقتًا مثيرًا للغاية أن تكون عالم فلك رصد ، ويمكننا تتبع حالة الملاحظات التي ستختبر نتائج JWST في الوقت الفعلي."
وتم رصد المجرة ، المسماة GHZ2 / GLASS-z12 ، لأول مرة بواسطة JWST في يوليو من العام الماضي ، بعد فترة قصيرة من فتح التلسكوب عينه الذهبية المجزأة على ضوء الأشعة تحت الحمراء للكون.
ونشرت ورقة بحثية في نوفمبر الماضي تفاصيل الاكتشاف ، حيث يرجع تاريخ المجرة إلى ما يقرب من 350 مليون سنة بعد الانفجار العظيم ، الذي حدث قبل حوالي 13.8 مليار سنة.
وهذا مذهل حقًا ، لكن أي اكتشاف فلكي يكون أكثر قوة بشكل ملحوظ إذا أمكن تأكيده باستخدام أداة مستقلة.
ولذلك تحول فريق بقيادة باكس وعالم الفلك خورخي زافالا من المرصد الفلكي الوطني في اليابان إلى التلسكوب الراديوي ALMA لمعرفة المزيد عن المجرة الوليدة.
وقاموا بتحويل ALMA إلى اتجاه GHZ2 / GLASS-z12 وبدأوا في البحث عن توقيع انبعاث على الطيف الراديوي المرتبط بالأكسجين.
ونظرًا لأن الأكسجين يستغرق وقتًا قصيرًا نسبيًا للتكوين ، فمن الشائع استخدامه لمعرفة المزيد عن المجرات في الكون المبكر. وعندما يدخل الضوء الأكسجين ، يُعاد انبعاثه في نطاق طول موجي محدد ، مما ينتج عنه خط أكثر إشراقًا على هذا الجزء من الطيف.
وتم تشغيل كل من الهوائيات الراديوية البالغ طولها 12 مترًا والتي يبلغ طولها 12 مترًا والتي تشكل ALMA ، مما أدى في النهاية إلى اكتشاف خط انبعاث الأكسجين بالقرب من موضع GHZ2 / GLASS-z12. توصلت تحليلات المتابعة والاختبارات الإحصائية إلى أن الإشارة كانت حقيقية ومرتبطة بالمجرة.
ويشرح باك قائلا: "كنا قلقين في البداية بشأن الاختلاف الطفيف في الموضع بين خط انبعاث الأكسجين المكتشف والمجرة التي رآها ويب ،..ولكننا أجرينا اختبارات مفصلة على الملاحظات لتأكيد أن هذا كشف قوي حقًا ، ومن الصعب جدًا شرحه من خلال أي تفسير آخر."
وقد تشير المسافة الضئيلة جدًا بين المجرة وانبعاث الأكسجين إلى أن الانفجارات أو التفاعلات العنيفة جردت المجرة قدرًا كبيرًا من غازها ، مما أدى إلى تطايرها في الفضاء بين المجرات.
وأرّخ الفريق ملاحظاتهم إلى 367 مليون سنة أكثر دقة بعد الانفجار العظيم. واستنادًا إلى سطوع خط الانبعاث ، تمكنوا من استنتاج أن المجرة قد شكلت بسرعة نسبيًا كميات كبيرة من العناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم.
وهذا ممتع جدا. كان الكون المبكر ، قبل ظهور النجوم ، يتكون في الغالب من الهيدروجين بكمية أقل من الهيليوم. ثم تشكلت النجوم. في نواتهم الساخنة الكثيفة ، بدأوا في تحطيم الذرات معًا ، مكونين عناصر أثقل.
لكن هذه العناصر كانت محصورة داخل النجوم. لم يكن الأمر كذلك حتى ماتت النجوم ، وانفجرت في المستعرات الأعظمية المذهلة ، حتى تمكنت العناصر الأثقل من الانتشار عبر الفضاء بين النجوم.
وهذا الوجود المبكر للأكسجين في الكون يعطينا بعض الأدلة حول توقيت وتطور هذه النجوم الأولى ، والتي لم نتمكن بعد من رؤيتها مباشرة.
ويقول زافالا: "توفر أرصاد ALMA العميقة هذه دليلًا قويًا على وجود المجرات خلال مئات الملايين الأولى من مئات الملايين من السنين بعد الانفجار العظيم ، وتؤكد النتائج المفاجئة من ملاحظات ويب" ..ولقد بدأ عمل JWST للتو ، لكننا نقوم بالفعل بتعديل نماذجنا لكيفية تشكل المجرات في بدايات الكون لمطابقة هذه الملاحظات. تمنحنا القوة المشتركة لـ Webb ومجموعة التلسكوب الراديوي ALMA الثقة لدفع آفاقنا الكونية أقرب إلى فجر الكون "