اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي ما يبدو أنه ست مجرات ضخمة من بدايات الكون تتحدى النظريات الحالية في علم الكونيات.
ويعود تاريخ هذه الأجسام إلى وقت كان فيه الكون في مرحلة 3% فقط من عمره الحالي، أي نحو 500-700 مليون سنة بعد الانفجار العظيم.
وهذه المجرات أكبر بكثير مما كان يُفترض أنه ممكن بالنسبة للمجرات في وقت مبكر جدا بعد الانفجار العظيم، حيث أنها ناضجة مثل مجرتنا، لكنها موجودة في بدايات الكون.
James Webb telescope detects evidence of ancient ‘universe breaker’ galaxies https://t.co/UbosoZ5KNQ
— The Guardian (@guardian) February 22, 2023
ويشير العلماء إلى أنها تملك كتلا نجمية تصل إلى عشرة مليارات ضعف كتلة شمسنا، وواحدة منها يمكن أن تكون ضخمة بما يعادل 100 مليار كتلة شمسنا.
وإذا تم تأكيد هذه النتائج، فإنها ستثير تساؤلات حول فهم العلماء لكيفية تشكل المجرات الأولى.
ويصف العلماء هذه المجرات الضخمة بـ”محطمات الكون” لأن وجودها يحطم ما يعرفه العلماء عن بدايات المجرات في كوننا.
ويقول جويل ليغا، الأستاذ المساعد في علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا والمؤلف المشارك للدراسة: “هذه الأجسام أضخم بكثير مما توقعه أي شخص. توقعنا فقط العثور على مجرات صغيرة وشابة في هذه المرحلة الزمنية، لكننا اكتشفنا مجرات ناضجة مثل مجراتنا في ما كان يُفهم سابقا أنه فجر الكون”.
وإذا أمكن تأكيدها، فإنهم يقترحون أن تاريخنا للكون المبكر قد يكون خاطئا، وأن المجرات نمت بسرعة أكبر بكثير مما كان يتوقع. وسيتطلب ذلك تغيير إما نماذجنا للكون أو فهمنا لكيفية نشوء المجرات.
وتأتي الملاحظات من مجموعة البيانات الأولى التي تم إصدارها من تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا، والمزود بأجهزة استشعار بالأشعة تحت الحمراء قادرة على اكتشاف الضوء المنبعث من أقدم النجوم والمجرات.
وأثناء غربلة الصور، رصدت الدكتورة إيريكا نيلسون، من جامعة كولورادو بولدر، والمؤلفة المشاركة للدراسة، سلسلة من “النقاط الضبابية” التي بدت ساطعة بشكل غير عادي وحمراء بشكل غير عادي.
والاحمرار في علم الفلك هو دليل على العمر، لأنه عندما ينتقل الضوء عبر الكون المتسع، يتمدد، أو يتحول إلى اللون الأحمر.
ويبدو أن هذه المجرات يبلغ عمرها نحو 13.5 مليار سنة، ما يجعلها تشكّلت نحو 500 إلى 700 مليون سنة بعد الانفجار العظيم.
وينبه العلماء إلى أن مسافة المجرات وعمرها يعني أنهم لا يستطيعون التأكد تماما من ماهيتها. يقول الباحثون إن بعضها قد يكون ثقوبا سوداء فائقة الكتلة، لكن مع وجود ستة مرشحين، فمن المحتمل أن يكون عدد منها مجرات بالفعل، كما يُعتقد.
وقالت نيلسون: “إذا كانت إحدى هذه المجرات حقيقية، فإنها ستدفع حدود فهمنا لعلم الكونيات”.
وتوضح: “الاحتمال الآخر هو أن هذه الأشياء هي نوع مختلف من الأجسام الغريبة، مثل الكوازارات الخافتة، والتي ستكون مثيرة للاهتمام”.
ويمكن تأكيد النتائج من خلال التقاط صور طيفية للمجرات، والتي من شأنها أن تؤكد بشكل أفضل مدى بعدها وما تتكون منه. وهذا بدوره سيسمح للعلماء بفهم شكلها ومدى حجمها.
وتشير الحسابات إلى أن المجرات الأخيرة كانت تؤوي عشرات إلى مئات المليارات من كتلة النجوم بحجم الشمس، ما يجعلها على قدم المساواة مع مجرة درب التبانة.
ويشرح العلماء أن تفسير وجود مثل هذه المجرات الضخمة بالقرب من فجر التاريخ سيتطلب من العلماء إعادة النظر إما في بعض القواعد الأساسية لعلم الكونيات أو في فهم كيفية نشأة المجرات الأولى من سحب صغيرة من النجوم والغبار.
ويخطط الفريق للحصول على صور الطيف، والتي يمكن أن توفر معلومات أكثر دقة عن المسافة وتسمح بتقديرات أفضل للكتلة.
نُشرت الدراسة الجديدة في مجلة Nature.