کشف دو کهکشان درخشان توسط تلسکوپ جیمز وب در دوران اولیه هستی

محققان فضایی دانشگاه کلورادو خبر از کشف دو کهکشان درخشان توسط تلسکوپ جیمز وب داده‌اند. این کهکشان‌های بسیار قدیمی از 300 تا 400 میلیون سال پس از انفجار بزرگ به‌وجود آمده‌اند. این کهکشان‌ها بسیار درخشان‌تر از حد انتظار هستند و همین موضوع باعث می‌شود تا احتمالا بیشتر سوالات ستاره‌شناسان در مورد چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌ها در دوران اولیه جهان حل شود.

• تلسکوپ فضایی جیمز وب از جدیدترین ستاره متولد شده عکاسی کرد
• تلسکوپ جیمز وب با زبان برنامه نویسی جاوا اسکریپت کار می‌کند

داستان کشف دو کهکشان درخشان توسط تلسکوپ جیمز وب

Tommaso Treu، محقق اصلی یکی از برنامه‌های تلکسوپ فضایی جیمز وب (GLASS-JWST)، در یک نشست مطبوعاتی گفت:

کیهان توانسته است کهکشان‌ها را سریعتر و زودتر از آنچه ما فکر می‌کردیم تشکیل دهد.

دورترین کهکشان شناسایی شده به نام GLASS-z12 نامگذاری شده و مربوط به 350 میلیون سال پس از انفجار بزرگ است. این کهکشان‌ها در دو برنامه مختلف تلسکوپ فضایی جیمز وب شناسایی شدند که نام آن‌ها به ترتیب برنامه علمی انتشار زودهنگام GLASS-JWST (Grism Lens-Amplified Survey from Space) و Cosmic Evolution Early Release Survey Science (CEERS) بوده است.

داده‌های این بررسی‌ها نشان‌دهنده شناسایی کهکشان‌هایی که دارای انتقال به سرخ بالایی هستند (به این معنی که نوری که از آن‌ها می‌آید به دلیل انبساط جهان به انتهای طیف رنگ قرمز منتقل می‌شود) بودند. هر چه نور انتقال به سرخ نزدیک‌تر باشد، نور قبل از رسیدن به ما جلوتر رفته است، بنابراین کهکشان قدیمی‌تر است.

محققان برای شناسایی قدیمی‌ترین کهکشان‌ها، با مشاهده تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب و انتخاب کهکشان‌های مورد علاقه بر اساس رنگ آن‌ها شروع می‌کنند. آن‌ها به دنبال کهکشان‌هایی می‌گردند که در طول موج نور مرئی ظاهر نمی‌شوند اما در محدوده مادون قرمز این تلسکوپ ظاهر می‌شوند. این بدان معناست که یک کهکشان آنقدر به طیف سرخ منتقل شده است که نور آن از محدوده نور مرئی خارج شده است و به طور بالقوه آن را به یک کهکشان بسیار اولیه تبدیل می‌کند.

چالش این موضوع این است که دلایل دیگری نیز وجود دارد که یک کهکشان ممکن است در تصاویر نور مرئی ظاهر نشود. به عنوان مثال، نور مرئی می‌تواند توسط غبار مسدود شود، یا یک کهکشان می‌تواند به طور غیرعادی قرمز باشد. برای تأیید اینکه یک کهکشان واقعاً قدیمی است، به داده‌های بیشتری در قالب طیف‌سنجی نیاز داریم.

جیهان کارتالتپه، محقق مشترک CEERS، گفت: «دریافت طیفی از منبع نوری مورد نظر، آن‌هم وقتی خطوط انتشار از عناصر مختلف را می‌بینیم، واقعاً به ما می‌گوید دقیقاً به چه چیزی نگاه می‌کنیم. بنابراین این استاندارد طلایی است که باید به سمت آن حرکت کنیم.»

دو کهکشانی که اخیراً اعلام شده هنوز با اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی تأیید نشده‌اند، اما دورترین کهکشان به طور آزمایشی با داده‌های ALMA، آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما، تأیید شده است. گارث ایلینگ‌ورث، محقق مشترک اولین تصویربرداری طیف‌سنجی و انتشار عمومی اولین دوره یونیزاسیون برای بررسی‌های کهکشانی تحقیقاتی فراکهکشانی، گفت که آن‌ها در مورد یافته‌های خود مطمئن هستند:

«اعلام‌های اولیه زیادی از کهکشان‌های قدیمی‌تر نیز وجود دارد، و ما همچنان در تلاش هستیم.

ایلینگ ورث گفت که به عنوان یک جامعه مشخص کنیم که کدام یک از آنها احتمالا واقعی است. ما نسبت به این دو بسیار مطمئن هستیم، اما نسبت به بقیه اعتماد به نفس کمتری داریم.

برخی از محققان در مورد دقت داده‌های اولیه از تلسکوپ فضایی جیمز وب به عنوان کالیبراسیون‌ها اصلاح شده‌اند. برخی از نتایج اولیه، کهکشان‌هایی را با جابه‌جایی‌های طیف رنگ سرخ تا 13 درجه اعلام کردند، اما این عدد اکنون با کالیبراسیون‌های دقیق‌تر به 12.5 کاهش یافته است. این موضوع به این دلیل بود که اولین داده‌ها بر اساس کالیبراسیون‌های انجام‌شده بر روی زمین بود، در حالی که داده‌های جدیدتر کالیبراسیون‌های انجام شده را در زمانی که تلسکوپ در ماه اکتبر در فضا بود، منعکس می‌کند. کالیبره کردن ابزارهای تلسکوپ فضای جیمز وب یک فرآیند طولانی است و با گذشت زمان خوانش دقیق‌تر می‌شود.

علاوه بر تایید یافته‌ها، جمع‌آوری داده‌های طیف‌سنجی روی این اهداف، نگاه عمیق‌تری به مواد درون کهکشان‌های اولیه می‌دهد. آلینا هنری، محقق GLASS-JWST در این‌باره توضیح داد: «این موضوع مانند استفاده از یک منشور است و ما می‌توانیم اثر انگشت عناصر اتمی مختلف را که رنگ‌های متفاوتی در طیف کهکشان دارند، ببینیم. بنابراین ما اطلاعات بسیار دقیق‌تری در مورد محتویات درون کهکشان‌ها، سرعت تشکیل ستاره‌ها و حرکات گاز به دست می‌آوریم.

در حال حاضر، درخشندگی بسیار زیاد این کهکشان‌های اولیه، اخترشناسان را وادار می‌کند تا در مفروضات خود در مورد ستارگان اولیه تجدید نظر کنند. در حالی که کهکشان‌هایی که بسیار درخشان هستند معمولاً بسیار پرجرم هستند، ممکن است این کهکشان‌های درخشان اولیه آنقدر پرجرم نباشند.