في هذا اليوم قبل ثلاث سنوات، شهدنا الإطلاق المشوق لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، أكبر وأقوى تلسكوب أرسلته البشرية إلى الفضاء.

استغرق بناؤه 30 عاماً، ولكن في ثلاث سنوات قصيرة من التشغيل، أحدث JWST ثورة في رؤيتنا للكون.

لقد استكشف نظامنا الشمسي، ودرس أجواء الكواكب البعيدة بحثاً عن علامات الحياة، واستكشف أعماق الكون البعيدة للعثور على أولى النجوم والمجرات التي تشكلت في الكون.

إليك ما علمنا إياه JWST عن الكون المبكر منذ إطلاقه – والألغاز الجديدة التي اكتشفها.

وحوش زرقاء غريبة

”

لقد دفعت تلسكوب جيمس ويب (JWST) حدود ما يمكننا رؤيته في الكون للعثور على النجوم والمجرات الأولى. مع إزالة الغلاف الجوي للأرض، فإن موقعه في الفضاء يوفر ظروفًا مثالية للتأمل في أعماق الكون باستخدام الضوء تحت الأحمر.

يسجل الرقم القياسي الحالي لأبعد مجرة تم تأكيدها بواسطة JWST فترة زمنية تعود إلى وقت كان فيه الكون يبلغ عمره حوالي 300 مليون سنة. ومن المدهش أنه خلال هذه الفترة الزمنية القصيرة، تمكنت هذه المجرة من تشكيل حوالي 400 مليون مرة من كتلة شمسنا.

يشير هذا إلى أن تكوين النجوم في الكون المبكر كان فعالًا للغاية. وهذه المجرة ليست الوحيدة.

عندما تنمو المجرات، تنفجر نجومها، مما يخلق الغبار. كلما كانت المجرة أكبر، زاد الغبار الذي تحتويه. هذا الغبار يجعل المجرات تبدو حمراء لأنها تمتص الضوء الأزرق. لكن المفاجأة هي: لقد أظهر تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن هذه المجرات الأولى كانت مشرقة بشكل مذهل، ضخمة [[LINK2]] وزرقاء جدًا [[LINK2]]، دون أي علامة على وجود غبار. هذه معضلة حقيقية.

هناك العديد من النظريات لشرح الطبيعة الغريبة لهذه المجرات الأولى. هل لديها نجوم ضخمة تنهار فقط بسبب الجاذبية دون أن تخضع لانفجارات سوبرنوفا ضخمة؟

أم أن لديها انفجارات ضخمة بحيث يتم دفع كل الغبار بعيدًا عن المجرة، مكشوفًا نواة زرقاء خالية من الغبار؟ ربما يتم تدمير الغبار بسبب الإشعاع المكثف من هذه النجوم الغريبة المبكرة – نحن لا نعرف ذلك بعد.

كيمياء غير عادية في المجرات المبكرة

كانت النجوم المبكرة هي اللبنات الأساسية لما أصبح لاحقًا حياة. بدأ الكون فقط بالهيدروجين والهيليوم وكمية صغيرة من الليثيوم. تم تشكيل جميع العناصر الأخرى، من الكالسيوم في عظامنا إلى الأكسجين في الهواء الذي نتنفسه، في نوى هذه النجوم.

لقد اكتشف تلسكوب جيمس ويب [[LINK3]] أن المجرات المبكرة تحتوي أيضًا على ميزات كيميائية غير عادية[[LINK3]].

تحتوي على كمية كبيرة من النيتروجين، أكثر بكثير مما نلاحظه في شمسنا، بينما تتواجد معظم المعادن الأخرى بكميات أقل. وهذا يشير إلى أن هناك عمليات كانت تحدث في الكون المبكر لا نفهمها بالكامل بعد.

أظهر تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن نماذجنا حول كيفية دفع النجوم للتطور الكيميائي للمجرات لا تزال غير مكتملة، مما يعني أننا لا نفهم تمامًا الظروف التي أدت إلى وجودنا.

أشياء صغيرة أنهت العصور الكونية المظلمة

باستخدام تجمعات هائلة من المجرات كعدسات مكبرة عملاقة، يمكن لكاميرات تلسكوب جيمس ويب الحساسة أن تتعمق أيضًا في الكون للعثور على أضعف المجرات.

لقد دفعنا الأمر أكثر للعثور على النقطة التي تصبح فيها المجرات ضعيفة جدًا، لدرجة أنها تتوقف عن تكوين النجوم تمامًا. يساعدنا هذا في فهم الظروف التي تنتهي عندها عملية تكوين المجرات.

لم تعثر تلسكوب جيمس ويب الفضائي بعد على هذا الحد. ومع ذلك، فقد اكتشف العديد من المجرات الخافتة، أكثر بكثير مما كان متوقعًا، والتي تصدر أكثر من أربعة أضعاف الفوتونات النشطة (جسيمات الضوء) التي توقعناها.

تشير الاكتشافات إلى أن هذه المجرات الصغيرة قد لعبت دورًا حاسمًا في إنهاء “العصور المظلمة” الكونية بعد فترة قصيرة من الانفجار العظيم.

---

اقرأ المزيد:
ما الذي أنهى “العصور المظلمة” في الكون المبكر؟ بيانات ويب الجديدة قربتنا أكثر من حل اللغز

---

القضية الغامضة للنقاط الحمراء الصغيرة

أدت الصور الأولى للتلسكوب الفضائي جيمس ويب إلى اكتشاف دراماتيكي وغير متوقع آخر. الكون المبكر يسكنه وفرة من “النقاط الحمراء الصغيرة”: مصادر ضوء حمراء شديدة الكثافة ذات أصل غير معروف.

في البداية، كان يُعتقد أنها مجرات ضخمة فائقة الكثافة لا ينبغي أن تكون ممكنة، ولكن الملاحظات التفصيلية في العام الماضي كشفت عن مجموعة من الخصائص المحيرة والمتناقضة.

غاز الهيدروجين الساطع ينبعث منه ضوء بسرعات هائلة، آلاف الكيلومترات في الثانية، وهو ما يميز الغاز الذي يدور حول ثقب أسود فائق الكتلة.

هذه الظاهرة، المعروفة باسم نواة المجرة النشطة، تشير عادةً إلى أزمة تغذية حيث يقوم ثقب أسود فائق الكتلة بابتلاع كل الغاز من حوله، مما يؤدي إلى نموه بسرعة.

لكن هذه ليست نوى مجرية نشطة عادية. للبدء: إنها لا تصدر أي أشعة سينية قابلة للاكتشاف، كما هو متوقع عادة. والأكثر إثارة للاهتمام، أنها تبدو وكأن لها ميزات تجمعات النجوم.

هل يمكن أن تكون هذه المجرات نجومًا وأ nuclei مجرية نشطة في نفس الوقت؟ أم أنها مرحلة تطورية ما بينهما؟ مهما كانت، فإن النقاط الحمراء الصغيرة من المحتمل أن تعلمنا شيئًا عن ولادة كل من الثقوب السوداء الضخمة والنجوم في المجرات.

المجرات المبكرة بشكل مستحيل

بالإضافة إلى المجرات المبكرة النشطة للغاية، لقد وجد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أيضًا جثثًا ميتة للغاية: مجرات في الكون المبكر تعتبر بقايا لتكوين النجوم المكثف في فجر الكون.

تم العثور على هذه الجثث بواسطة تلسكوب هابل وتلسكوبات أرضية، لكن فقط تلسكوب جيمس ويب الفضائي كان لديه القوة لتحليل ضوءها للكشف عن مدة وفاتها.

لقد اكتشف بعض المجرات الضخمة للغاية (بقدر ضخامتها مثل مجرتنا درب التبانة اليوم وأكثر) التي تشكلت في أول 700 مليون سنة من تاريخ الكون. لا تستطيع نماذج تشكيل المجرات الحالية لدينا تفسير هذه الأجسام – فهي كبيرة جدًا وتكونت مبكرًا جدًا.

لا يزال علماء الكونيات يناقشون ما إذا كانت النماذج يمكن تعديلها لتناسب (على سبيل المثال، ربما كان تكوين النجوم المبكر فعالاً للغاية) أو ما إذا كان علينا إعادة النظر في طبيعة المادة المظلمة وكيف تؤدي إلى ظهور الأجسام collapsing المبكرة.

سوف يكشف تلسكوب جيمس ويب العديد من هذه الأجسام في العام المقبل ويدرس الأجسام الموجودة بتفصيل أكبر. في كلتا الحالتين، سنعرف قريبًا.

ما الذي ينتظر تلسكوب جيمس ويب؟

في خطواته الأولى فقط، كشف التلسكوب عن العديد من أوجه القصور في نماذجنا الحالية للكون. بينما نقوم بتحسين نماذجنا لتتوافق مع التحديثات التي جاء بها تلسكوب جيمس ويب، فإننا متحمسون للغاية بشأن المجهولات المجهولة.

كانت النقاط الحمراء الغامضة تختبئ عن أنظارنا. ماذا أيضًا يتربص في أعماق الكون؟ سيسرد لنا تلسكوب جيمس ويب قريبًا.

---

اقرأ المزيد:
10 مرات هذا العام أذهلنا تلسكوب ويب بصور جديدة لكوننا الرائع

---