يعتقد العلماء أن المجرات ربما تكونت في وقت أبكر وأسرع مما كان يعتقد سابقاً. يفي بالتيمور وهو تلسكوب جيمس ويب الفضائي بوعده كآلة عودة بالزمن؛ حيث يقوم المرصد الحساس بشكل مذهل بالعثور على المجرات وتأكيدها على مسافة أبعد، وبالتالي فهي موجودة في وقت مبكر من تاريخ الكون، أكثر من أي مرصد سابق.
أكد التلسكوب، المعروف أيضاً باسم JWST، وجود مسافات بعيدة لأربع مجرات، تسجل إحداها رقماً قياسياً للبعد الكوني من خلال السطوع منذ حوالي 13.475 مليار سنة، حسبما أفاد علماء الفلك في 12 ديسمبر في أول نتائج علمية من مؤتمر JWST. ربما تم رصد العشرات من المجرات الأخرى لأنها كانت فقط 550 مليون سنة أو أقل بعد الانفجار العظيم، ما يعني أن الضوء من تلك المجرات قد سافر قبل 13.1 مليار سنة على الأقل قبل وصوله إلى التلسكوب.
مجتمعة، تشير الملاحظات الجديدة إلى أن المجرات تشكلت في وقت أبكر وأسرع مما كان يعتقد سابقاً. تقول عالمة الفلك سوارا رافيندراناث من معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور: "نحن ندخل اليوم بعد هذا التلسكوب الجبار حقبة جديدة".
يعود الفضل في هذا العصر الجديد جزئياً إلى قدرة JWST على رؤية ضوء الأشعة تحت الحمراء الخافت جداً. بالنسبة إلى الأجسام البعيدة، مثل النجوم والمجرات الأولى، فإن ضوءها المرئي يمتد من خلال التمدد المستمر للكون إلى أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء الأطول غير المرئية للعين البشرية وبعض التلسكوبات الفضائية السابقة. يقول الباحثون إن القياسات التي كانت مستحيلة مؤخراً أصبحت سهلة بشكل مفاجئ باستخدام JWST.
وقالت عالمة الفيزياء الفلكية جين ريغبي في المؤتمر: إن JWST هو أقوى تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء تم بناؤه على الإطلاق. ريغبي، من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت بولاية ماريلاند، هي عالمة مشروع عمليات JWST. أضافت: في جميع المجالات تقريباً أظهر الأداء العلمي للتلسكوب أنه أفضل مما كان متوقعاً.
حتى في الصورة الأولى، التي صدرت في يوليو، رصد علماء الفلك مجرات نشأ ضوؤها قبل 13 مليار سنة أو أكثر. لكن تلك المسافات كانت تقديرية. لقياس المسافات بدقة، يحتاج علماء الفلك إلى أطياف، وقياسات لمقدار الضوء الذي تبثه المجرات عبر العديد من الأطوال الموجية. هذه القياسات أبطأ وأصعب من التقاط الصور بمراحل. الحصول على الأطياف هو المرحلة الحاسمة في تلك القياسات.
قالت عالمة الفلك إيما كورتيس-ليك من جامعة هيرتفوردشاير في إنجلترا: بفضل هذا التلسكوب الرائع، نحصل الآن على أطياف لمئات المجرات في وقت واحد. من بين هذه المجرات أربع من أقدم المجرات التي شوهدت على الإطلاق، والتي كان بعضها موجوداً بعد أقل من 400 مليون سنة من الانفجار العظيم، أفادت كورتيس-ليك وزملاؤها في الاجتماع وفي ورقة تم تقديمها في 8 ديسمبر إلى arXiv.org. اكتشف الفريق حاملي الأرقام القياسية في بقعة من السماء وجدها تلسكوب هابل الفضائي ذات مرة وهو يبحث عن مجرات بعيدة جداً.
كان حامل الرقم القياسي السابق موجوداً منذ ما بين 13.3 مليار و 13.4 مليار سنة، أو حوالي 400 مليون سنة بعد الانفجار العظيم. أكد التلسكوب JWST المسافة إلى تلك المجرة وعاد بثلاثة أخرى يأتي ضوؤها من 325 مليون سنة بعد الانفجار العظيم.
إن المجرات أيضاً نقية بشكل مدهش، من الناحية الكيميائية ذلك أنها تفتقر إلى عناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم.
تقول رافيندراناث، التي لم تشارك في الاكتشاف الجديد: لا نرى ذلك في عالم اليوم. قد يعني ذلك أنه لم يتم قتل الكثير من نجوم المجرات في انفجارات المستعر الأعظم التي نشرت عناصر ثقيلة حول الكون، ما يشير إلى أن النجوم الأصلية للمجرات لم تكن ضخمة للغاية.
في جزء آخر من السماء، اكتشف التلسكوب JWST 26 مجرة ربما كانت موجودة منذ حوالي 550 مليون سنة أو قبل الانفجار العظيم، هذا ما أفاد به عالم الفلك ستيفن فينكلشتاين وزملاؤه في الاجتماع وفي ورقة تم تقديمها في 10 نوفمبر إلى arXiv.org.
قال فينكلشتاين، من جامعة تكساس في أوستن: على المستوى العاطفي والحشوي، فإن النظر إلى هذه الصور أمر مذهل.
تم اكتشاف أول هذه الأشياء، والتي أُطلق عليها اسم مايزيز غالاكسي على اسم ابنة فينكلشتاين، ويبدو أنها على بعد 380 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، حسبما أفاد الباحثون في 1 ديسمبر في مجلة Astrophysical Journal Letters. قد تقع المجرة الأبعد في مسح الفريق بما يصل إلى 130 مليون سنة قبل مايزيز. لا تزال مسافات تلك المجرات بحاجة إلى تأكيد باستخدام الأطياف، لكن الفريق يتوقع الحصول على هذه البيانات في الأسابيع القليلة المقبلة.
وقال عالم الفيزياء الفلكية جيدو روبرتس بورساني من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس في الاجتماع إن المجرات البعيدة التي تقع خلف مجموعة مجرات ضخمة تسمى Abell 2744 هي أيضاً أكثر عدداً وبعيدة عن المتوقع.
قبل أن يلاحظ التلسكوب JWST العنقود، توقع علماء الفلك أنه يجب أن يجد فعلياً صفراً من المجرات منذ 13.2 مليار سنة. قال روبرتس بورساني، الذي أبلغ عن النتائج في الاجتماع: لكننا وجدنا اثنين. لذلك هناك شيء غريب بعض الشيء. وقال إن ذلك قد يعني أن المجرات تتشكل في وقت أبكر وأسرع مما كان يعتقد، على الرغم من أنه قد يعني أيضاً أن JWST كان ينظر فقط إلى بقعة غنية بالمجرات من السماء.
كل هذه المجرات الجديدة مثيرة لأنها يمكن أن تكون مسؤولة عن جعل الكون شفافاً للضوء المرئي، وهي عملية يسميها علماء الفلك إعادة التأين. إذ قبل أن تشتعل النجوم الأولى، كان الكون مليئاً بحساء حار كثيف من الجزيئات. غمرت النجوم والمجرات الأولى الكون في الضوء فوق البنفسجي، ما أدى إلى فصل الإلكترونات عن ذرات الهيدروجين والسماح للضوء بالمرور حتى يصل إلى التلسكوب JWST.
قال روبرتس بورساني إن البيانات الجديدة تعطينا قيوداً على وقت بدء هذه العملية وانتهائها وأي المجرات هي المسؤولة عن هذه العملية. إن هذه البيانات ستفتح آفاقاً جديدة لكتابة قوانين علم الفلك الجديدة.
----