اكتشاف سحب من السخام في مجرة بعيدة للغاية تشبه بشكل مدهش درب التبانة
اكتشف علماء الفلك أقدم الأمثلة المعروفة للجزيئات العضوية المعقدة في الكون، وفقا لدراسة جديدة.
وهذه المواد الكيميائية تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في الدخان والسخام على الأرض، وتوجد داخل مجرة مبكرة تشكلت عندما كان عمر الكون نحو 10% من عمره الحالي، وفقا للدراسة.
وتوجد الجزيئات القائمة على الكربون، والمعروفة تقنيا باسم الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات، في رواسب النفط والفحم على الأرض، وكذلك في الضباب الدخاني.
وعثر العلماء باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التابع لناسا على حلقات مجرة مليئة بالدخان الكوني، تبعد أكثر من 12 مليار سنة ضوئية عن الأرض.
ومع ذلك، بعيدا عن كونه علامة على التلوث بين المجرات، يعتقد العلماء أن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد على فهم كيفية تشكل النجوم في المراحل الأولى جدا من الكون.
ونظرا لأن هذه المجرة بعيدة جدا، فإن الضوء القادم من حلقاتها كان يسافر لمليارات السنين بحلول الوقت الذي وصل فيه إلى تلسكوب جيمس ويب.
وسمح هذا للعلماء بمراقبة المجرة المعروفة باسم SPT0418-47 كما كانت عندما كان عمر الكون 1.5 مليار سنة فقط بعد الانفجار العظيم، نحو 10% من عمره الحالي (يبلغ عمر الكون حاليا نحو 13.8 مليار سنة).
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة جاستن سبيلكر، عالم الفلك في جامعة تكساس إيه آند إم، لموقع ProfoundSpace.org: "الجزيئات التي وجدناها ليست أشياء بسيطة مثل الماء أو ثاني أكسيد الكربون. نحن نتحدث عن جزيئات كبيرة مرنة بها عشرات أو مئات الذرات".
وهذه الجزيئات العضوية المعقدة شائعة في الفضاء، حيث ترتبط غالبا بحبيبات الغبار الدقيقة. ويقوم علماء الفلك بالتحقيق فيها لأنها يمكن أن تساعد على الكشف عن التفاصيل الأساسية للنشاط داخل المجرات. ومع ذلك، فإن اكتشاف هذه الجزيئات في المجرات البعيدة جدا التي تشكلت عندما كان الكون صغيرا نسبيا كان أمرا صعبا، لأن التلسكوبات كانت محدودة في حساسيتها وعدد الأطوال الموجية للضوء التي رصدتها.
والآن، باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، اكتشف سبيلكر وزملاؤه هذه الجزيئات في مجرة SPT0418-47 التي تحمل سمات مميزة جعلت العلماء يلقبونها بـ"توأم درب التبانة" نظرا لتشابهها مع مجرتنا.
وبالنظر إلى المسافة القصوى لـ SPT0418-47، بدأ الضوء الذي اكتشفه علماء الفلك رحلته بعد أقل من 1.5 مليار سنة من الانفجار العظيم. وأشار سبيلكر إلى أن "هذا يعيد الرقم القياسي القديم لاكتشافات كهذه إلى الوراء بنحو مليار سنة إضافية".
وأوضح سبيلكر، أن هذا يخلق "عدسة مكبرة كونية" طبيعية حيث ينحني الضوء القادم من المجرة البعيدة ويمتد بفعل جاذبية الجسم الأقرب إلى شكل حلقة يسمى "حلقة أينشتاين".
ويمكن أن يكون الضوء المنبعث من "حلقة أينشتاين" أكثر سطوعا بمقدار 30 مرة مما كان يمكن أن يكون عليه في أي حالة أخرى، ما يسمح للعلماء بمشاهدة الهياكل التي عادة ما تكون بعيدة جدا وخافتة للرؤية.
وقال الدكتور سبيلكر إن هذا هو ما دفعه وفريقه لدراسة هذه المجرة في المقام الأول، لأنها "تتيح حقا رؤية كل التفاصيل الغنية لما تتكون منه مجرة في بدايات الكون والتي لم نتمكن من القيام بها بخلاف ذلك".
واستخدم العلماء تلسكوب جيمس ويب وعدسة الجاذبية لدراسة ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من المجرة البعيدة للعثور على وجود جزيئات تسمى الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات (PAH).
وتتشكل بالقرب من النجوم المتكونة حديثا والتي تنبعث منها كتل من الضوء فوق البنفسجي، وتمتص الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات هذه الطاقة لتصبح هيكلا شبيها بسحابة من الدخان في الفضاء.
وتلعب هذه السلاسل الطويلة المتشابكة من ذرات الهيدروجين والكربون دورا مهما في ولادة النجوم من خلال امتصاص الطاقة وتنظيم كيفية تسخين الغاز في المجرات أو تبريده.
وأوضح الدكتور سبيلكر: "هذه الجزيئات الكبيرة شائعة جدا في الفضاء. اعتاد علماء الفلك على الاعتقاد بأنها كانت علامة جيدة على تشكل نجوم جديدة. في أي مكان ترى فيه هذه الجزيئات، كانت النجوم الصغيرة أيضا تتوهج بعيدا .. وبفضل الصور عالية الدقة من جيمس ويب، وجدنا الكثير من المناطق التي بها دخان ولكن لا يوجد بها تكوين نجمي، وأخرى بها نجوم جديدة تتشكل ولكن لا يوجد دخان". وهذا يعني أن وجود الدخان الكوني لا يعني دائما أن النجوم سوف تتشكل في مكان قريب، ما يقلب الافتراضات السابقة حول كيفية تشكل المجرات.
ويأمل فريق البحث الذي يقف وراء هذا الاكتشاف الآن في استخدام جيمس ويب لمعرفة المزيد حول كيفية تشكل النجوم بالقرب من بداية الكون، مع خطط للبحث عن الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات في مجرتين إضافيتين بعيدتين.
اكتشف علماء الفلك أقدم الأمثلة المعروفة للجزيئات العضوية المعقدة في الكون، وفقا لدراسة جديدة.
وهذه المواد الكيميائية تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في الدخان والسخام على الأرض، وتوجد داخل مجرة مبكرة تشكلت عندما كان عمر الكون نحو 10% من عمره الحالي، وفقا للدراسة.
وتوجد الجزيئات القائمة على الكربون، والمعروفة تقنيا باسم الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات، في رواسب النفط والفحم على الأرض، وكذلك في الضباب الدخاني.
وعثر العلماء باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التابع لناسا على حلقات مجرة مليئة بالدخان الكوني، تبعد أكثر من 12 مليار سنة ضوئية عن الأرض.
ومع ذلك، بعيدا عن كونه علامة على التلوث بين المجرات، يعتقد العلماء أن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد على فهم كيفية تشكل النجوم في المراحل الأولى جدا من الكون.
ونظرا لأن هذه المجرة بعيدة جدا، فإن الضوء القادم من حلقاتها كان يسافر لمليارات السنين بحلول الوقت الذي وصل فيه إلى تلسكوب جيمس ويب.
وسمح هذا للعلماء بمراقبة المجرة المعروفة باسم SPT0418-47 كما كانت عندما كان عمر الكون 1.5 مليار سنة فقط بعد الانفجار العظيم، نحو 10% من عمره الحالي (يبلغ عمر الكون حاليا نحو 13.8 مليار سنة).
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة جاستن سبيلكر، عالم الفلك في جامعة تكساس إيه آند إم، لموقع ProfoundSpace.org: "الجزيئات التي وجدناها ليست أشياء بسيطة مثل الماء أو ثاني أكسيد الكربون. نحن نتحدث عن جزيئات كبيرة مرنة بها عشرات أو مئات الذرات".
وهذه الجزيئات العضوية المعقدة شائعة في الفضاء، حيث ترتبط غالبا بحبيبات الغبار الدقيقة. ويقوم علماء الفلك بالتحقيق فيها لأنها يمكن أن تساعد على الكشف عن التفاصيل الأساسية للنشاط داخل المجرات. ومع ذلك، فإن اكتشاف هذه الجزيئات في المجرات البعيدة جدا التي تشكلت عندما كان الكون صغيرا نسبيا كان أمرا صعبا، لأن التلسكوبات كانت محدودة في حساسيتها وعدد الأطوال الموجية للضوء التي رصدتها.
والآن، باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، اكتشف سبيلكر وزملاؤه هذه الجزيئات في مجرة SPT0418-47 التي تحمل سمات مميزة جعلت العلماء يلقبونها بـ"توأم درب التبانة" نظرا لتشابهها مع مجرتنا.
وبالنظر إلى المسافة القصوى لـ SPT0418-47، بدأ الضوء الذي اكتشفه علماء الفلك رحلته بعد أقل من 1.5 مليار سنة من الانفجار العظيم. وأشار سبيلكر إلى أن "هذا يعيد الرقم القياسي القديم لاكتشافات كهذه إلى الوراء بنحو مليار سنة إضافية".
وأوضح سبيلكر، أن هذا يخلق "عدسة مكبرة كونية" طبيعية حيث ينحني الضوء القادم من المجرة البعيدة ويمتد بفعل جاذبية الجسم الأقرب إلى شكل حلقة يسمى "حلقة أينشتاين".
ويمكن أن يكون الضوء المنبعث من "حلقة أينشتاين" أكثر سطوعا بمقدار 30 مرة مما كان يمكن أن يكون عليه في أي حالة أخرى، ما يسمح للعلماء بمشاهدة الهياكل التي عادة ما تكون بعيدة جدا وخافتة للرؤية.
وقال الدكتور سبيلكر إن هذا هو ما دفعه وفريقه لدراسة هذه المجرة في المقام الأول، لأنها "تتيح حقا رؤية كل التفاصيل الغنية لما تتكون منه مجرة في بدايات الكون والتي لم نتمكن من القيام بها بخلاف ذلك".
واستخدم العلماء تلسكوب جيمس ويب وعدسة الجاذبية لدراسة ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من المجرة البعيدة للعثور على وجود جزيئات تسمى الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات (PAH).
وتتشكل بالقرب من النجوم المتكونة حديثا والتي تنبعث منها كتل من الضوء فوق البنفسجي، وتمتص الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات هذه الطاقة لتصبح هيكلا شبيها بسحابة من الدخان في الفضاء.
وتلعب هذه السلاسل الطويلة المتشابكة من ذرات الهيدروجين والكربون دورا مهما في ولادة النجوم من خلال امتصاص الطاقة وتنظيم كيفية تسخين الغاز في المجرات أو تبريده.
وأوضح الدكتور سبيلكر: "هذه الجزيئات الكبيرة شائعة جدا في الفضاء. اعتاد علماء الفلك على الاعتقاد بأنها كانت علامة جيدة على تشكل نجوم جديدة. في أي مكان ترى فيه هذه الجزيئات، كانت النجوم الصغيرة أيضا تتوهج بعيدا .. وبفضل الصور عالية الدقة من جيمس ويب، وجدنا الكثير من المناطق التي بها دخان ولكن لا يوجد بها تكوين نجمي، وأخرى بها نجوم جديدة تتشكل ولكن لا يوجد دخان". وهذا يعني أن وجود الدخان الكوني لا يعني دائما أن النجوم سوف تتشكل في مكان قريب، ما يقلب الافتراضات السابقة حول كيفية تشكل المجرات.
ويأمل فريق البحث الذي يقف وراء هذا الاكتشاف الآن في استخدام جيمس ويب لمعرفة المزيد حول كيفية تشكل النجوم بالقرب من بداية الكون، مع خطط للبحث عن الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات في مجرتين إضافيتين بعيدتين.
