شکار جیمز وب از یک کهکشان در کیهان اولیه

ایسنا: تلسکوپ فضایی جیمز وب همچنان به اثبات توانایی‌های خود ادامه می‌دهد و اکنون در یک کشف شگفت‌انگیز دیگر، دورترین کهکشان کم‌نور به نام JD۱ را که تا به امروز ثبت شده شناسایی کرده است.

کهکشان JD۱ در این تصویر مانند ۱۳.۳ میلیارد سال پیش دیده می‌شود، زمانی که جهان تنها چهار درصد از سن فعلی خود را داشته است. بنابراین، شناسایی آن یک کشف قابل توجه برای درک تکامل جهان در سال‌های اولیه آن - پس از انفجار بزرگ (مه‌بانگ)- است.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس(UCLA) وجود این کم‌نورترین کهکشان را کشف کرده‌اند.

توماسو تریو نویسنده دوم این مطالعه جدید در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: قبل از روشن شدن تلسکوپ وب، درست یک سال پیش، ما حتی نمی‌توانستیم رویای این را هم داشته باشیم که چنین کهکشانی کم‌نوری را تأیید کنیم.

نگاه کردن به گذشته

دانشمندان سال‌های اولیه کیهان را با استفاده از نور کیهانی که میلیون‌ها سال سفر کرده تا به ما برسد، بررسی می‌کنند. یک میلیارد سال ابتدایی تشکیل جهان هستی به شکل ویژه کنجکاوی ستاره شناسان را برانگیخته است.

همه چیز با یک انفجار شروع شد. از مدت‌ها پیش فرض بر این است که جهان پس از مه‌بانگ - حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش – به وجود آمده و مدت‌ها پس از آن بوده که جهان شروع به انبساط کرده و به تدریج سرد شده و به اتم‌های هیدروژن اجازه تشکیل داده است.

با این حال، جهان اولیه یک دوره کاملا تاریک را پس از مه‌بانگ تجربه کرده که به عنوان «عصر تاریک کیهانی» شناخته می‌شود. این دوره‌ی تقریباً یک میلیارد ساله فاقد منابع نور بوده است و در طول این مدت، جهان در مه‌ای از هیدروژن خنثی که نور اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها را به دام انداخته بود، پوشیده شده بود و تقریباً یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، این مه به طور مرموزی شروع به از بین رفتن کرد.

این اتفاق، دوره‌ای از یونیزه شدن را رقم زد که منجر به تشکیل اولین ستارگان و کهکشان‌ها شد و یکی از اهداف مهم در نجوم، درک نسل اول کهکشانها است که در این دوره از تاریخ اولیه کیهان شروع به پراکندگی کردند.

ستاره شناسان با استفاده از قدرت جیمز وب، به تازگی شروع به درک این دوران گیج کننده و در عین حال جذاب کرده‌اند.

کثرت کهکشان‌های بسیار کم‌نور مانند JD۱

گیدو رابرتز-بورسانی، پژوهشگر فوق‌دکتری در UCLA و نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: اغلب کهکشان‌هایی که تاکنون با تلسکوپ جیمز وب پیدا شده‌اند، کهکشان‌های درخشانی هستند که کمیاب هستند و تصور نمی‌شود که به طور ‌ویژه نماینده کهکشان‌های جوانی باشند که در کیهان اولیه زندگی می‌کرده‌اند. به این ترتیب، اگرچه مهم است، تصور نمی‌شود که آنها عوامل اصلی باشند که در تمام این مه هیدروژنی سوخته‌اند.

وی افزود: از طرف دیگر کهکشان‌های بسیار کم‌نور مانند JD۱ تعدادشان بسیار بیشتر است، به همین دلیل است که ما معتقدیم که آنها بیشتر نماینده کهکشان‌هایی هستند که فرآیند یونیزاسیون مجدد را انجام داده‌اند و به نور فرابنفش اجازه داده‌اند بدون مانع در بافت فضا-زمان حرکت کند.

پژوهشگران با استفاده از حساسیت بالای تلسکوپ فضایی جیمز وب توانستند مکان JD۱ را پیدا کنند. این کهکشان در پشت خوشه کهکشانی «آبل ۲۷۴۴»، خوشه‌ای درخشان و بزرگ از کهکشان‌های نزدیک واقع شده است.

خوشبختانه جیمز وب با پدیده همگرایی گرانشی توانست این کهکشان کم نور را ببیند. کشش گرانشی این خوشه کهکشانی باعث شد که JD۱ بزرگتر و ۱۳ برابر درخشان‌تر از آنچه واقعا هست، به نظر برسد.

تریو گفت: ترکیب توانایی‌های جیمز وب و قدرت بزرگنمایی لنز گرانشی یک انقلاب پدید آورده است. ما در حال بازنویسی این کتاب در مورد چگونگی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها بلافاصله پس از انفجار بزرگ هستیم.

ابزار طیف‌نگار فروسرخ نزدیک(NIRSpec) تلسکوپ جیمز وب برای بدست آوردن طیف نور فروسرخ این کهکشان مورد استفاده قرار گرفت. این داده‌ها بسیاری از جزئیات کلیدی را در مورد این کهکشان دور، مانند تعداد ستارگان و میزان غبار و عناصر سنگین آن فاش کردند.

این یافته‌ها در مجله Nature گزارش شده است.