رکوردشکنی جیمز وب: کشف قدیمیترین کهکشانهای جهان در ۲۰۰ میلیون سال پس از بیگبنگ
رکوردشکنی جیمز وب: کشف قدیمیترین کهکشانهای جهان در ۲۰۰ میلیون سال پس از بیگبنگ
کیهانشناسها قبلا تخمین میزدند که اولین تودههای ستارهها تنها چند صد میلیون سال پس از بیگبنگ ادغام شدند و کهکشانها را شکل دادند. سپس فقط یک تا دو میلیارد سال پس از آغاز حیات جهان، این پیشکهکشانهای اولیه به بلوغ رسیدند و کهکشانهای کوتولهای را شکل دادند که با بلعیدن یکدیگر به کهکشانی مثل راه شیری تبدیل شدند.
بااینحال تعیین زمانبندی دقیق فرآیند شکلگیری کهکشانها و سرعت اولین گامها چالشبرانگیز است؛ زیرا نور این کهکشانها بسیار ضعیف است و انبساط جهان به شکل چشمگیری طول موجهای آنها را به سمت طیف فروسرخ سوق داده است؛ پدیدهای که با عنوان «انتقال به سرخ» شناخته میشود.
تلسکوپ فضایی جیمز وب برخلاف تلسکوپ هابل میتواند با رصد طیف فروسرخ، به اولین مراحل جهان دسترسی پیدا کند؛ اما نور دریافتی از اولین دورههای جهان همچنان به قدری ضعیف است که بهتنهایی نمیتوان آنها را تشخیص داد.
پژوهشگرهای مسئول رصدها (که بهعنوان بخشی از پروژهای به نام GLIMPSE انجام شدند)، برای حل مشکل از پدیدهای به نام همگرایی گرانشی استفاده کردند تا نور دوردست اولین کهکشانها را بزرگنمایی کنند. همانطور که اینشتین در نظریه نسبیت عام میگوید، گرانش عامل خمیدگی و انحنای فضا زمان در حضور ماده و انرژی است. این فضای خمیده بهنوبهی خود چگونگی حرکت ماده و انرژی را تعیین میکند.
بهاینترتیب گرچه نور در خط مستقیم حرکت میکند، میتواند توسط گرانش خمیده و بزرگنمایی شود. در این مورد، کهکشان Abell S1063 بین منطقهی انتخابشده برای مطالعه و منظومه شمسی ما قرار دارد و نور کهکشان آغازین را به گونهای متمرکز میکند تا بتوان آن را با تلسکوپ رصد کرد. ستارهشناسها با نشانهگرفتن جیمز وب به سمت این فضای خمیده و جمعآوری پرتوهای نوری که از پشت به آن میتابد، اولین بارقههای ضعیف کهکشانهای آغازین را ثبت کردند.
در صورت تأیید با پژوهشهای آینده، کهکشانهای کاندید به اندازهی ۹۰ میلیون سال قدیمیتر از قدیمیترین کهکشان تاییدشده به نام JADES-GS-z14-0 خواهند بود. این حقیقت که تمام این کهکشانها در یک بخش از آسمان قرار دارند نشان میدهد ممکن است تعداد بیشتری از آنها وجود داشته باشند.
بنابراین، چگونه کهکشانها با سرعت بسیار بالایی شکل گرفتهاند؟ پاسخ این راز کیهانی همچنان نامشخص است؛ اما بعید است که کشف معمای کهکشانهای آغازین، درک ما از کیهانشناسی را زیر سوال ببرد. درعوض، ستارهشناسها درحال بررسی توضیحاتی هستند که شامل ظهور زودتر از پیشبینی سیاهچالههای غولپیکر، بازخورد حاصل از انفجارهای ابرنواختر یا حتی نقش انرژی تاریک در شکلگیری سریع ستارهها است.