قدیمی ترین کهکشان های جهان توسط جیمزوب دیده شدند

به نقل از وایرد، دانشمندان به‌تازگی اعلام کردند اجرامی را شناسایی کرده‌اند که ممکن است برخی از نخستین کهکشان‌های شکل‌گرفته در جهان باشند؛ کشفی شگفت‌انگیز که به‌لطف جیمز وب، تلسکوپ فضایی پرچم‌دار جدید ناسا، انجام شده است.

هائوجینگ یان، اخترشناس از دانشگاه میسوری و نویسنده‌ مطالعه‌ جدید، در کنفرانس مطبوعاتی نشست اخیر انجمن نجوم آمریکا گفت: این کشف اولین نمونه‌ بزرگ از کهکشان‌های کاندید را نشان می‌دهد که بسیار فراتر از دسترسی تلسکوپ هابل هستند.

تلسکوپ جیمز وب با دقت و حساسیت بیشتر می‌تواند بهتر از هابل اعماق فضا و زمان‌های کهن‌تر را ببیند. در کاتالوگ جدید ۸۷ کهکشانی که با جیمز وب رصد شدند، قدمت برخی حتی به ۱۳٫۶ میلیارد سال پیش و درست ۲۰۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ می‌رسد. در این زمان کهکشان‌ها نوری را منتشر کردند که امروز می‌بینیم؛ هرچند این سامانه‌ گاز و غبار و ستاره‌ای حتی اگر امروز وجود داشته باشند، قطعاً تغییر چشمگیری کرده‌اند.

با اینکه دانشمندان کهکشان‌های دوردست دیگری را رصد کردند که قدمتشان به دوران جوانی جهان بازمی‌گردد، اکتشافات گروه یان می‌توانند با فاصله‌ چندصد‌میلیون سال تمام رکورد‌های قبلی را بشکنند. بااین‌حال، در این مرحله آن‌ها هنوز اکتشافات خود را در گروه «کهکشان‌های کاندید» قرار می‌دهند؛ زیرا تاریخ تولد کهکشان‌های یادشده به تأیید نیاز دارد.

تاریخ‌گذاری کهکشان به‌دلیل «انتقال به سرخ» می‌تواند کار دشواری باشد. انتقال به سرخ نشان می‌دهد نور منتشرشده از کهکشان چقدر به‌سمت طول‌موج‌های طویل سرخ کشیده شده است و بدین‌ترتیب، ثابت می‌کند کهکشان مدنظر با چه سرعتی در جهان رو به انبساط از ما دور می‌شود. بنابراین، ستاره‌شناسان می‌توانند فاصله‌ کهکشان را از زمین یا به‌طور‌دقیق‌تر فاصله‌ای را محاسبه کنند که فوتون‌های ستاره‌ها با سرعت نور می‌پیمایند تا به تلسکوپی نزدیک به زمین مثل جیمز وب برسند.

نور ستاره‌ها در دوردست‌ترین کهکشان این مجموعه احتمالاً از ۱۳٫۶ میلیارد سال پیش و درست بلافاصله پس از شکل‌گیری کهکشان جوان منتشر شده است. فواصل تخمینی جدید باید بر‌اساس طیف‌های رنگی تأیید شوند که به‌معنای اندازه‌گیری نور کهکشان‌ها در سرتاسر طیف الکترومغناطیس و تعیین ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن است. با‌این‌حال، یان معتقد است که قدمت بسیاری از آن‌ها به‌درستی به روز‌های اولیه‌ی کیهان می‌رسند.

دانشمندان ۸۷ کهکشان را با مقدار بسیار بالای انتقال به سرخ کشف کردند، بنابراین ممکن است این کهکشان‌ها مربوط به جهان آغازین باشند.

گروه یان با استفاده از دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) جیمز وب در شش طول موج نزدیک به فروسرخ از کهکشان‌های یادشده عکس‌برداری کرد. پژوهشگران برای تخمین فاصله‌ی کهکشان‌ها از روش استاندارد «حذف تصادفی» (dropout) استفاده کردند. گاز هیدروژن اطراف کهکشان‌ها نور را در طول‌موجی مشخص جذب می‌کند؛ بنابراین، طول‌موج‌هایی که در آن‌ها جرم آشکارسازی‌شدنی یا آشکارسازی‌نشدنی است، می‌توانند به اندازه‌گیری فاصله کمک کنند. ۸۷ کهکشان کاندید اغلب مانند حباب‌هایی به‌نظر می‌رسند که تنها در طول‌موج‌های طولانی‌تر نزدیک به فروسرخ با NIRCam آشکارشدنی هستند. بدین‌ترتیب، می‌توان نتیجه گرفت که این کهکشان‌ها بسیار دوردست و کهن هستند.

با‌این‌حال، ممکن است برخی کهکشان‌ها بسیار نزدیک‌تر از حد تصور باشند و به آن کهن‌سالی نباشند که فکر می‌کنیم. برای مثال، احتمال دارد نور آن‌ها برای کشف در برخی طول‌موج‌ها بسیار کم باشد. تا زمانی‌که یان و گروهش داده‌های دقیق‌تری را جمع‌آوری نکنند، نمی‌توان با اطمینان سخن گفت.

بسیاری از ستاره‌شناسان برای استفاده از تلسکوپ جیمز وب در جهت بررسی کهکشان‌های آغازین هیجان‌زده‌اند. هر کهکشان به زمان زیادی برای رسیدن به‌شکلی منحصربه‌فرد نیاز دارد. بسیاری از آن‌ها مانند کلاه اسپانیایی سومبررو به‌نظر می‌رسند؛ به‌طوری‌که بخش داخلی آن‌ها شکم‌دار است و دیسکی نازک در آن سوی آن‌ها قرار دارد. این در حالی است که برخی دیگر صرفاً ظاهری محدب و دایره‌ای دارند. ستاره‌شناسان قبلاً تصور می‌کردند تعداد کمی از کهکشان‌ها دیسک داشته باشند؛ اما با آمدن تلسکوپ جیمز وب حقایق زیادی آشکار شدند.

حالا برخی ستاره‌شناسان مثل جیهان کارتلتپ، اخترفیزیک‌دان مؤسسه‌ فناوری روچستر، این فرض را مطرح می‌کنند که کهکشان‌های آغازین می‌توانند ساختار‌های پیچیده‌ای مثل بازو‌های مارپیچی عظیم کهکشان راه شیری داشته باشند. کارتلتپ بخشی از بررسی علمی تکامل آغازین کیهانی است و مقاله‌ خود را در کنفرانس نجوم ارائه داده است. او می‌افزاید:

افزایش وضوح جیمز وب امکان رصد واضح‌تر ساختار را می‌دهد و حساسیت فراوان NIRCam اجازه می‌دهد شاخصه‌های کم‌نوری را رصد کنیم که قبلاً نمی‌دیدیم.

کارتالتپ و تیمش ۸۵۰ کهکشان را با دوربین فروسرخ وب بررسی کردند. قدمت این کهکشان‌ها بین ۱۱٫۵ و ۱۳ میلیارد سال گذشته است. گروه او دریافتند تقریباً ۴۰ درصد از این کهکشان‌ها دیسک دارند. گروهی دیگر از ستاره‌شناسان از طیف‌سنج فروسرخ نزدیک جیمز وب استفاده کردند که شدت نور را در طیفی از طول‌موج‌ها اندازه‌گیری می‌کند. آن‌ها سه جرم با قدمت تقریبی ۷۰۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ را کشف کردند که به کهکشان‌های کوچک نخودسبزی شباهت دارند.

جیمز رودز، اخترفیزیک‌دان مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا، مقاله‌ی این پژوهش را هفته‌ گذشته منتشر کرد. پژوهش آن‌ها نشان می‌دهد ۷۰۰ میلیون سال پس از شکل‌گیری جهان، این کهکشان‌های فشرده که تصور می‌شود ستاره‌های جوان و در حال شکل‌گیری هستند، احتمالاً بسیار رایج بوده‌اند. او می‌گوید امروزه کهکشان‌های مشابهی را در در فضای نزدیک می‌بینیم؛ اما کهکشان‌های نخودسبزی در حیاط خلوت کیهانی ما بسیار نادرتر هستند.