تلسكوب جيمس ويب يلتقط عملية تشكيل المجرات المبكرة

كشف علماء الفلك عن طبيعة المنطقة الأكثر كثافة من المجرات التي شوهدت باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي في الكون المبكر، حسبما نقلت RT.

ووجدوا أنه من المحتمل أن يكون السلف لمجرة ضخمة شبيهة بدرب التبانة، شوهدت في وقت كانت ما تزال تتجمع فيه من مجرات أصغر، ويؤكد هذا الاكتشاف فهمنا لكيفية تشكل المجرات.

ووفقا لفهمنا الحالي لتشكيل البنية في الكون، تتشكل المجرات بطريقة هرمية، مع تشكل الهياكل الصغيرة أولا في الكون المبكر جدا، ثم الاندماج لاحقا لبناء هياكل أكبر، وهذا التنبؤ بالنظريات والمحاكاة الحاسوبية يتم التحقق منه من خلال ملاحظات المجرات في مختلف العصور في تاريخ الكون.

ولمراقبة الهياكل الأولى التي تتجمع، علينا أن ننظر إلى الوراء بعيدا، وبالتالي بعيدا قدر الإمكان. لكن هذه المصادر صغيرة جدا وباهتة جدا، ويتطلب اكتشافها تقنيات متقدمة.

وفي دراسة جديدة، تم اكتشاف السلف المبكر لما من المحتمل أن يكون اليوم قد تطور إلى مجرة ضخمة بحجم مجرة درب التبانة.

وتم العثور على هذه المجموعة من المجرات الأصغر، التي يطلق عليها CGG-z5، من خلال برنامج المراقبة المسمى CEERS باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وتمت رؤيتها عندما كان عمر الكون 1.1 مليار سنة فقط، أي 8% من عمره الحالي.

واكتشفت مجموعة المجرات CGG-z5 باستخدام شفرة GalCluster التي تم إنشاؤها بواسطة نيكولاج سيلاسن، طالب ماجستير في Cosmic Dawn Center.

وتمكن العلماء من اكتشاف ألمع أعضاء مجموعة المجرات مسبقا باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. لكن برنامج CEERS كشف عن أعضاء جدد وأصغر.

ويوضح شواوين جين، من مركز Cosmic Dawn Center، والمؤلف الرئيسي للدراسة الحالية: "ما سيكون بالضبط مستقبل مجموعة المجرات CGG-z5، بالطبع غير معروف. وبدلا من تشكيل مجرة واحدة، يمكن أن تتطور المجموعة إلى مجموعة كبيرة من المجرات في أوقات لاحقة.

ومع ذلك، هناك احتمال آخر وهو أن الأعضاء في الواقع ليسوا مكتظين بشكل وثيق كما يبدو، بل هم جزء من بنية خيطية تصادف أننا نشاهدها من طرف إلى آخر".

وللتمييز بين هذه السيناريوهات، هناك حاجة إلى المزيد من الملاحظات الدقيقة التي تتطلب المزيد من التحليل الطيفي. ولكن في غضون ذلك، تتوفر المساعدة من عمليات محاكاة الكمبيوتر.

ويقول أسوين فيجيان، زميل ما بعد الدكتوراه في مركز Cosmic Dawn Center الذي أجرى تحليل المحاكاة في الدراسة: "من أجل فهم طبيعة وتطور CGG-z5 بشكل أفضل، بحثنا عن هياكل مماثلة في محاكاة ديناميكية واسعة النطاق، وجدنا 14 بنية تتطابق بشكل وثيق مع الخصائص الفيزيائية لمجموعتنا المرصودة CGG-z5، ثم تتبعنا تطور هذه الهياكل عبر الزمن في عمليات المحاكاة، من بداية الكون إلى العصر الحالي".

وعلى الرغم من الاختلاف الدقيق لتطور هذه الهياكل الأربعة عشر، إلا أنها تشترك جميعها في نفس المصير: بعد ما يقارب 0.5 إلى 1 مليار سنة، تندمج لتشكل مجرة واحدة، بحلول الوقت الذي يصبح فيه الكون نصف عمره الحالي، مماثلة لمجرتنا درب التبانة.

ويقول جين: "بالنظر إلى تنبؤات عمليات المحاكاة، فإن من المغري التكهن بأن نظام CGG-z5 سيتبع أيضا مسارا تطوريا مشابها، وأننا استوعبنا عملية تجميع المجرات الصغيرة في مجرة واحدة ضخمة". وعلق جورجيوس ماغديس، الأستاذ المساعد في Cosmic Dawn Center: "من المثير للاهتمام أن عدد هذه المجموعات المبكرة مثل CGG-z5 في حجم معين من الفضاء، يشبه عدد المجرات الضخمة في الأزمنة الكونية اللاحقة. ووهذا يجعل مجموعات الاندماج جذابة باعتبارها السلف الرئيسي للمجرات الضخمة في العصور اللاحقة".