اكتشف تلسكوب جيمس ويب واحدة من أقدم المجرات في الكون

ووفقا للباحثين، قد يحتوي هذا الجسم على آثار محتملة للنجوم الأولى في الكون، ويعتبر بالفعل أحد أكثر المجرات بدائية كيميائيا التي تم رصدها على الإطلاق. في المجلة طبيعة تم نشر دراسة أجرتها مجموعة دولية من علماء الفلك بقيادة كيميهيكو ناكاجيما من جامعة كانازاوا (اليابان). أفاد العلماء بدراسة مجرة ​​LAP1-B.

وفقًا للتقديرات الحديثة، يعد هذا أحد أقدم الأشياء المعروفة من هذا النوع. ويقدم لمحة عن الفترة التي كانت فيها النجوم والمجرات الأولى قد بدأت للتو في التشكل.

كيف تمكنت من رؤية مثل هذا الجسم البعيد؟

مجرة LAP1-B باهتة وبعيدة جدًا بحيث لا يمكن رصدها مباشرة حتى باستخدام أكبر التلسكوبات الأرضية والمدارية. لعب تأثير عدسة الجاذبية دورًا رئيسيًا: قامت مجموعة ضخمة من المجرات القريبة بتضخيم ضوءها بحوالي 100 مرة، حيث عملت بشكل فعال كعدسة كونية طبيعية.

تم إجراء ملاحظات إضافية باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. تتيح أدوات الأشعة تحت الحمراء الخاصة بها إمكانية تسجيل ضوء الأجسام البعيدة للغاية، والتي، بسبب توسع الكون، يتم تحويلها إلى الجزء ذو الطول الموجي الطويل من الطيف.

الكيمياء البدائية تقريبًا للكون

أظهر التحليل الطيفي أن إشعاع المجرة لا يتولد إلى حد كبير عن النجوم، بل عن الغاز الموجود بداخلها. وباستخدام خطوط الانبعاث، تمكن الباحثون من تحديد التركيب الكيميائي لهذا الغاز.

وتشير النتائج إلى مستويات منخفضة للغاية من العناصر الثقيلة. مستويات الأكسجين أقل بنحو 240 مرة من مستويات الطاقة الشمسية. في علم الفلك، تشمل “العناصر الثقيلة” كل ما هو أثقل من الهيليوم – فهي تتشكل فقط في أعماق النجوم وأثناء انفجاراتها، لذلك يشير نقصها إلى مرحلة مبكرة جدًا من تطور النظام.

آثار النجوم الأولى

يُظهر الغاز الموجود في LAP1-B إشعاعات مؤينة مكثفة. ويرتبط هذا التأثير عادة بوجود نجوم شابة ضخمة، وهي قصيرة العمر ولكنها تبعث كميات كبيرة من الطاقة في الأشعة فوق البنفسجية.

وبالإضافة إلى ذلك، تم تسجيل زيادة في نسبة الكربون والأكسجين. ويتسق هذا مع النماذج النظرية للانفجارات المبكرة للنجوم الضخمة، التي بدأت في إثراء الوسط بين النجوم بالعناصر الثقيلة الأولى، لكنها لم تؤد بعد إلى مجرات “ناضجة كيميائيا”.

استقرار الجاذبية والمادة المظلمة

أظهر تحليل حركة الغاز أن بنية المجرة متماسكة بواسطة هالة ضخمة من المادة المظلمة. هذا مكون غير مرئي لا ينبعث منه إشعاع، ولكن له تأثير جاذبية ملحوظ.

وبدون مثل هذا “الإطار”، ربما لم تكن مثل هذه المجرات المبكرة النادرة قادرة على الحفاظ على سلامتها وتشكيل هياكل مستقرة.

نافذة على الكون المبكر

يتيح لنا مجمل البيانات اعتبار LAP1-B أحد أقدم الأمثلة المعروفة لتكوين المجرات، عندما بدأت الأجيال الأولى من النجوم بالفعل في تغيير تركيبة المادة في الكون.

ووفقا لمؤلفي العمل، فإن مثل هذه الملاحظات توفر فرصة نادرة لدراسة المرحلة الانتقالية بين الكون الأولي وتشكيل أنظمة مجرية أكثر تعقيدا.