كيف دارت المجرات الصغيرة في بداية الكون

التقط علماء الفلك باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) صورة غير مسبوقة لتكوين المجرة بعد بضع مئات الملايين من السنين من الانفجار الكبير. تظهر البيانات الجديدة أن المجرات المبكرة كانت أكثر فوضوية وإرباكًا من المجرات الحديثة. يتم نشر النتائج في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

وقام فريق من الباحثين من جامعة كامبريدج بدراسة أكثر من 250 مجرة ​​شابة كانت موجودة عندما كان عمر الكون يتراوح بين 800 مليون و1.5 مليار سنة. وأظهر تحليل حركة الغاز داخل هذه المجرات أن معظمها كان عبارة عن أنظمة مضطربة و”متكتلة” لم تصبح بعد أقراصا دوارة مرتبة مثل مجرة ​​درب التبانة.

تقول لولا دونهايف من معهد كافلي لعلم الكونيات: “نحن لا نرى بعض الحالات الشاذة المثيرة للإعجاب فحسب، بل إنها المرة الأولى التي نتمكن فيها من النظر إلى مجموعة كاملة من المجرات في وقت واحد. بدأت بعض المجرات تصبح منظمة، لكن معظمها لا يزال فوضويًا، حيث يتحرك الغاز في جميع الاتجاهات”.

الضوء الخفي وأسرار الغاز

تم إجراء الملاحظات باستخدام أداة NIRCam في “وضع الكآبة” النادر، والذي يكشف عن انبعاث ضعيف من الهيدروجين المتأين في المجرات البعيدة. طورت Dunhive رمزًا خاصًا يسمح بمقارنة بيانات الجاذبية مع مسوحات JWST الأخرى وقياس حركة الغاز في كل مجرة.

يوضح ساندرو تاتشيلا، المؤلف المشارك للدراسة:

“كان يُعتقد سابقًا أن الأقراص الضخمة تشكلت في وقت مبكر جدًا. وأظهر تحليلنا لمئات المجرات الأقل ضخامة صورة مختلفة. كانت المجرات المبكرة مضطربة وغير مستقرة، وكان تطورها مصحوبًا باندماجات متكررة وانفجارات لتكوين النجوم”.

الانتقال من الفوضى إلى النظام

أصبحت المجرات المبكرة أكثر استقرارًا تدريجيًا مع نضوج الكون. خلال هذه الفترة، أدى تكوين النجوم القوي وعدم استقرار الجاذبية إلى حدوث اضطرابات حالت دون تكوين الهياكل. وتدريجيًا، أصبحت السحب الغازية منظمة، وتتحول إلى أقراص، ومن ثم ظهرت المجرات الحلزونية.

“يساعد هذا العمل في سد الفجوة بين عصر إعادة التأين وذروة تكوين النجوم، أو ما يسمى بـ “الظهيرة الكونية”. نرى كيف تحولت تراكمات الغاز الفوضوية تدريجيًا إلى هياكل منظمة، وفي النهاية نشأت مجرات مثل درب التبانة».

التقنيات التي تفتح آفاقا جديدة

يسمح تلسكوب جيمس ويب الفضائي للباحثين بمراقبة ديناميكيات المجرات بمقاييس لم يكن من الممكن الوصول إليها في السابق. ستقوم الدراسات اللاحقة بدمج البيانات المتعلقة بالغاز البارد والغبار لإنشاء صورة كاملة لتكوين المجرات الأولى.

يقول تاكيلا: “هذه مجرد البداية. ومع البيانات الجديدة، سنكون قادرين على تتبع كيفية تحول هذه الأنظمة المضطربة إلى اللوالب الرشيقة التي نراها اليوم”.