عمرها 367 مليون سنة.. اكتشافات جديدة عن أقدم مجرة”

أكد فريق مشترك من العلماء أن مجرة سافر ضوؤها ما يقارب 13.5 مليار سنة للوصول إلينا، هي أقدم مجرة يتم العثور عليها حتى الآن.

ومن خلال دراسة محتوى الأكسجين في المجرة باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / الفرعية "ألما" (ALMA)، قام علماء الفلك بتأريخها بدقة إلى 367 مليون سنة فقط بعد الانفجار العظيم، وهو الوقت الذي كانت فيه الأضواء الأولى في الكون ما تزال قيد التشغيل والبدء للانتشار بحرية عبر الفضاء.

وتؤكد النتيجة الملاحظات التي قام بها تلسكوب جيمس ويب الفضائي، 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، لقد كان وقتا مثيرا للغاية أن تكون عالم فلك رصدي، يمكننا تتبع حالة الملاحظات التي ستختبر نتائج جيمس ويب في الوقت الفعلي".

وتم رصد المجرة، المسماة GHZ2 / GLASS-z12، لأول مرة بواسطة جيمس ويب في يوليو من العام الماضي، بعد فترة وجيزة من فتح التلسكوب "عينه الذهبية المجزأة" على ضوء الأشعة تحت الحمراء للكون.

ونشرت ورقة بحثية في نوفمبر تفاصيل الاكتشاف، حيث يرجع تاريخ المجرة إلى ما يقارب 350 مليون سنة بعد الانفجار العظيم، الذي حدث قبل نحو 13.8 مليار سنة.

وهذا يعد مذهلا بالفعل، لكن أي اكتشاف فلكي يكون أكثر قوة بشكل ملحوظ إذا أمكن تأكيده باستخدام أداة مستقلة، لذلك تحول فريق بقيادة باكس وعالم الفلك خورخي زافالا من المرصد الفلكي الوطني في اليابان إلى التلسكوب الراديوي "ألما" لمعرفة المزيد عن المجرة الوليدة.

وقاموا بتحويل "ألما" إلى اتجاه GHZ2 / GLASS-z12 وبدأوا في البحث عن توقيع انبعاث على الطيف الراديوي المرتبط بالأكسجين.

ونظرا لأن الأكسجين يستغرق وقتا قصيرا نسبيا للتكوين، فمن الشائع استخدامه لمعرفة المزيد عن المجرات في الكون المبكر.

وعندما يدخل الضوء الأكسجين، يُعاد انبعاثه في نطاق طول موجي محدد، ما ينتج عنه خط أكثر إشراقا على هذا الجزء من الطيف.

وتم تشغيل كل من الهوائيات الراديوية البالغ طولها 12 مترا والتي تشكل "ألما"، ما أدى في النهاية إلى اكتشاف خط انبعاث الأكسجين بالقرب من موضع GHZ2 / GLASS-z12. وتوصلت تحليلات المتابعة والاختبارات الإحصائية إلى أن الإشارة كانت حقيقية ومرتبطة بالمجرة.

ويشرح باكس: "كنا قلقين في البداية بشأن الاختلاف الطفيف في الموضع بين خط انبعاث الأكسجين المكتشف والمجرة التي رآها جيمس ويب، لكننا أجرينا اختبارات مفصلة على الملاحظات لتأكيد أن هذا كشف قوي حقا، ومن الصعب جدا شرحه من خلال أي تفسير آخر".
وقد تشير المسافة الضئيلة جدا بين المجرة وانبعاث الأكسجين إلى أن الانفجارات أو التفاعلات العنيفة حرمت المجرة قدرا كبيرا من غازها، ما أدى إلى تطايره في الفضاء بين المجرات.

وأرّخ الفريق ملاحظاتهم إلى 367 مليون سنة أكثر دقة بعد الانفجار العظيم. واستنادا إلى سطوع خط الانبعاث، تمكنوا من استنتاج أن المجرة شكلت بسرعة نسبيا كميات كبيرة من العناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم.

وهذا مثير للغاية لأن الكون المبكر كان، قبل ظهور النجوم، يتكون في الغالب من الهيدروجين بكمية أقل من الهيليوم، ثم تشكلت النجوم في نواتها الساخنة والكثيفة، وبدأت في تحطيم الذرات معا، مكونة عناصر أثقل.

لكن هذه العناصر كانت محصورة داخل النجوم، ولم 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 على توقيت نشوء وتطور هذه النجوم الأولى، والتي لم نتمكن بعد من رؤيتها مباشرة.

 ناسا تطور تلسكوب جديد للبحث عن كواكب صالحة للسكن