تم العثور على توأم درب التبانة بشكل صادم بعد وقت قصير من الانفجار الكبير

تم العثور على مجرة ​​حلزونية بعيدة تسمى ألاكناندا في وقت كان يُعتقد فيه أن مثل هذه الأنظمة المنظمة مستحيلة.

بأذرع حلزونية واضحة وتشكيل نجمي مكثف، فهو يشبه نسخة شابة من درب التبانة. سمحت بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي وعدسات الجاذبية لعلماء الفلك بتحليلها بوضوح مدهش. يشير وجودها إلى أن المجرات في بداية الكون تشكلت ونضجت بشكل أسرع بكثير من المتوقع.

اكتشاف شبيه لدرب التبانة بالقرب من بداية الزمن

ناسا‘s تلسكوب جيمس ويب الفضائي يتمتع (JWST) بالحساسية اللازمة لالتقاط الضوء الخافت للغاية من الكون المبكر، وقد أدت هذه القدرة إلى اكتشاف غير متوقع. من خلال التصوير العميق لـ JWST، حدد الباحثون راشي جاين ويوغيش واديكار مجرة ​​تبدو مشابهة بشكل لافت للنظر لمجرة درب التبانة. ما يجعل هذا ملحوظا هو عمره. كانت هذه المجرة موجودة عندما كان عمر الكون حوالي 1.5 مليار سنة فقط، أي ما يقرب من عُشر عمره الحالي. أطلق عليها علماء الفلك اسم ألاكناندا، مستوحاة من نهر الهيمالايا الذي يشكل أحد المجاري الرئيسية المزدوجة لنهر الجانج إلى جانب نهر مانداكيني، وهو أيضًا الاسم الهندي لمجرة درب التبانة.

تم تنفيذ العمل في المركز الوطني للفيزياء الفلكية الراديوية التابع لمعهد تاتا للبحوث الأساسية (NCRA-TIFR) في بيون، الهند، وتظهر النتائج في المجلة الأوروبية. علم الفلك والفيزياء الفلكية.

مجرة منظمة للغاية بالنسبة لعصرها

تمتلك المجرات الحلزونية الكلاسيكية، مثل درب التبانة، ذراعين متماثلين ومحددين جيدًا (يُعرفان باسم “التصميم الحلزوني الكبير”)، ويعتقد علماء الفلك منذ فترة طويلة أن مثل هذا الهيكل يستغرق مليارات السنين ليتطور. كان التوقع القياسي هو أن المجرات في بداية الكون يجب أن تبدو فوضوية وغير منتظمة، ولا تزال تجمع نجومها وغازاتها بدلاً من تشكيل الحلزونات المميزة التي نراها في مكان قريب اليوم. يتطلب إنشاء تصميم حلزوني كبير عدة خطوات: يجب أن يتدفق الغاز من البيئة المحيطة (يُسمى “تراكم الغاز”)، ويستقر في قرص دوار، ومن ثم يمكن للاضطرابات بطيئة الحركة (وتسمى “موجات الكثافة”) إعادة تشكيل القرص إلى أذرع حلزونية. ويحتاج النظام أيضًا إلى تجنب الاصطدامات الكبرى التي قد تدمر هذا الترتيب الدقيق.

الاكناندا يناقض هذه الافتراضات. إنها تعرض بالفعل ذراعين حلزونيين بارزين يكتسحان منطقة مركزية مستديرة ومشرقة (انتفاخ المجرة)، ويمتدان عبر حوالي 30000 سنة ضوئية. والأكثر إثارة للدهشة هو مستوى تكوين النجوم، والذي يضيف كتلة تبلغ حوالي 60 شمسًا كل عام. وهذا المعدل أسرع بنحو 20 مرة مما تنتجه مجرة ​​درب التبانة اليوم. وربما تكون حوالي نصف نجوم ألاكناندا قد تشكلت خلال 200 مليون سنة فقط، وهو أمر سريع للغاية على المقاييس الزمنية الكونية.

يوضح راشي جاين، المؤلف الرئيسي للدراسة: “يتمتع ألاكناندا بالنضج الهيكلي الذي نربطه بالمجرات الأقدم بمليارات السنين”. “إن العثور على مثل هذا القرص الحلزوني المنظم جيدًا في هذه الحقبة يخبرنا أن العمليات الفيزيائية التي تحرك تكوين المجرات – تراكم الغاز، واستقرار القرص، وربما تطور موجات الكثافة الحلزونية – يمكن أن تعمل بكفاءة أكبر بكثير مما تتنبأ به النماذج الحالية. إنه يجبرنا على إعادة التفكير في إطارنا النظري”.

عدسة الجاذبية تكشف تفاصيل مخفية

تقع ألاكناندا في اتجاه عنقود مجري ضخم يسمى أبيل 2744، والمعروف أيضًا باسم عنقود باندورا. تعمل الجاذبية الشديدة للعنقود على ثني وتضخيم الضوء القادم من المجرات الموجودة خلفه، مما يعمل كعدسة تكبير طبيعية. أدى تأثير عدسة الجاذبية هذا إلى جعل نجم ألاكناندا يبدو أكثر سطوعًا بمقدار الضعف تقريبًا، مما أعطى تلسكوب جيمس ويب الفضائي نظرة حادة بشكل غير عادي على بنيته.

ولدراسة المجرة بشكل أكثر دقة، قام جاين وواداديكار بفحص صور تلسكوب جيمس ويب الفضائي الملتقطة من خلال ما يصل إلى 21 مرشحًا مختلفًا، يلتقط كل منها نطاقًا مختلفًا من الأطوال الموجية. هذه الملاحظات، التي تعد جزءًا من مسوحات UNCOVER وMegaScience التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي، سمحت للفريق بقياس مسافة المجرة ومستويات الغبار والمحتوى النجمي الإجمالي وتاريخ تكوين النجوم بنتائج مذهلة. دقة.

الكون المبكر الأسرع والأكثر تقدمًا

يضيف هذا الاكتشاف إلى عدد متزايد من نتائج تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التي تشير إلى أن الكون المبكر كان أكثر تطورًا بكثير مما كان يعتقده العلماء من قبل. تم العثور على العديد من المجرات ذات الشكل القرصي على مسافات مماثلة، لكن ألاكناندا هي واحدة من أوضح الأمثلة على دوامة “التصميم الكبير” الكلاسيكية (مجرة ذات ذراعين بارزين ومتماثلين) التي ظهرت في وقت مبكر جدًا من التاريخ الكوني.

يقول يوغيش واديكار، المؤلف المشارك للدراسة: “يكشف ألاكناندا أن الكون المبكر كان قادرًا على تجميع المجرات بسرعة أكبر بكثير مما توقعنا”. “بطريقة ما، تمكنت هذه المجرة من تجميع عشرة مليارات كتلة شمسية من النجوم وتنظيمها في قرص حلزوني جميل في بضع مئات الملايين من السنين فقط. وهذا سريع للغاية وفقًا للمعايير الكونية، ويجبر علماء الفلك على إعادة التفكير في كيفية تشكل المجرات”.

يتحول الباحثون الآن إلى مسألة كيفية تطوير ألاكناندا لأذرعه الحلزونية. إحدى الأفكار هي أن التدفقات السلسة للغاز البارد سمحت لموجات الكثافة بنحت القرص بشكل طبيعي في شكل حلزوني. الاحتمال الآخر هو أن مرور قريب من مجرة ​​مرافقة أصغر أدى إلى ظهور النمط الحلزوني، على الرغم من أن مثل هذه الحلزونات الناتجة عن المد والجزر عادة ما تختفي بسرعة. أدوات أو ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي الطيفية من مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة (ألما) في تشيلي قد يساعد في تحديد ما إذا كان قرص المجرة يدور بطريقة منظمة (ديناميكيًا “باردًا”) أو يظهر علامات الاضطراب (ديناميكيًا “ساخنًا”)، مما سيوفر أدلة حول عملية تكوينها.

لماذا هذا مهم لفهم التاريخ الكوني

هذه النتيجة هي أكثر بكثير من مجرد صورة مذهلة من الماضي البعيد. إنه يدفع علماء الفلك إلى إعادة النظر في الجدول الزمني للتطور الكوني، بما في ذلك كيفية ظهور النجوم والمجرات وحتى الكواكب مثل الأرض. إذا تمكنت المجرات من تنظيم نفسها بهذه السرعة، فلا بد أن الكون المبكر كان أكثر نشاطًا وإنتاجية بكثير مما اقترحته النظريات السابقة، مما قد يسمح بنشوء الظروف اللازمة لتكوين الكواكب في وقت أقرب مما كان متوقعًا.

مع استمرار تلسكوب جيمس ويب الفضائي في الاستكشاف بشكل أعمق في الكون، من المرجح أن تظهر المزيد من المجرات الحلزونية المبكرة مثل ألاكناندا، والتي تقدم كل منها دليلاً جديدًا على مدى سرعة بناء الكون الشاب لهياكله المعقدة الأولى.

يُظهر وجود ألاكناندا أن الكون المبكر كان لديه القدرة على إنشاء مجرات مستقرة يهيمن عليها القرص في وقت أبكر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا، ويظل أبعد مثال معروف عن تصميم حلزوني كبير تم اكتشافه حتى الآن.

المرجع: “مجرة حلزونية ذات تصميم كبير بعد 1.5 مليار سنة من الانفجار العظيم مع JWST” بقلم راشي جين ويوغيش واديكار، 10 نوفمبر 2025، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
دوى: 10.1051/0004-6361/202451689

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.