تلسکوپ فضایی جیمز وب، کهکشانی به نام GS-NDG-9422 را کشف کرده است که در آن نور گازها از نور ستارگان بیشتر است. این کهکشان با گاز غالب، اطلاعات منحصربه‌فردی درباره چگونگی تکامل کیهان در ابتدای پیدایش آن ارائه می‌دهد و شرایط خاص یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ را نشان می‌دهد. این کشف مدل‌های فعلی تکامل کهکشان‌ها را به چالش کشیده است.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) همچنان به ایجاد تحول در علم نجوم ادامه می‌دهد. این تلسکوپ، جزئیات بی‌سابقه‌ای از دوران اولیه کیهان را آشکار می‌کند. یکی از جدیدترین یافته‌های آن، کهکشانی به نام GS-NDG-9422 است. این کهکشان در فاصله‌ی ۱۲.۹ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد. در GS-NDG-9422، نورِ ساطع شده از گازها، بیشتر از نور ستارگان است. چنین پدیده‌ای در کهکشان‌های این دوره به ندرت دیده می‌شود. این کشف، دریچه‌ای مهم به سوی فرآیندهای شکل‌گیری کیهان در اولین میلیارد سالِ پس از پیدایش آن می‌گشاید.
کهکشانی متفاوت
GS-NDG-9422، تنها یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفته است. ویژگی‌های این کهکشان، درک کنونی ما از تکامل کهکشان‌ها را به چالش می‌کشد. برخلاف بیشتر کهکشان‌ها که نور ستارگان در آنها غالب است، نورِ این کهکشان بیشتر از گازهای سحابی آن می‌آید. محققان با استفاده از طیف‌نگار فروسرخ نزدیکِ جیمز وب (NIRSpec)، ویژگی طیفی خاصی به نام پرش بالمر را شناسایی کردند. این پدیده، ناشی از جذب الکترون‌ها توسط هیدروژن یونیزه شده و آزاد شدن فوتون‌ها است.
این پدیده، اگرچه گاهی در کهکشان‌های نزدیک‌تر دیده می‌شود، اما در انتقال به سرخ بالا بسیار نادر است. وجود پرش بالمر در GS-NDG-9422، نشان‌دهنده‌ی وجود ستارگان جوان و پرانرژی است. این ستارگان، فوتون‌های یونیزه کننده‌ی بسیار زیادی ساطع می‌کنند.
نگاهی به تکامل کیهان اولیه
الکس کامرون از دانشگاه آکسفورد، سرپرست این مطالعه، گفت: «اولین چیزی که با دیدن طیف این کهکشان به ذهنم رسید این بود که “عجیب است”. و این دقیقاً همان چیزی است که تلسکوپ جیمز وب برای آشکار کردن آن طراحی شده است.» داده‌ها نشان می‌دهند که دمای ستارگان این کهکشان، بیش از ۸۰ هزار درجه‌ی سانتیگراد است. این ستارگان، بسیار داغ‌تر و پرجرم‌تر از ستارگانی هستند که معمولاً در کیهان امروزی می‌بینیم.
هارلی کاتز، نظریه‌پرداز این تحقیق، اضافه کرد: «این ستارگان عجیب و غریب می‌توانند سرنخی برای درک چگونگی گذار کهکشان‌ها از ستارگان اولیه به کهکشان‌هایی باشند که امروزه می‌شناسیم.» به نظر نمی‌رسد که GS-NDG-9422 میزبان ستارگان جمعیت III (اولین ستارگان بدون فلز) باشد. اما می‌تواند به عنوان مدلی برای مطالعه‌ی تکامل کهکشانی در این مرحله از تحول عمل کند.
رمزگشایی از نورِ کهکشان
نورِ خاصِ این کهکشان، از سه نوع تابش سحابی ناشی می‌شود: فرآیندهای آزاد-مقید، آزاد-آزاد و دو فوتونی. در این میان، تابش آزاد-مقید، که مربوط به نوترکیبی هیدروژن است، غالب است. در شرایط خاص، مانند شرایط موجود در GS-NDG-9422، تابش‌های کمتر رایج مانند فرآیندهای دو فوتونی می‌توانند با نور ستارگان برابری کنند یا حتی از آن پیشی بگیرند.
این یافته‌ها با رصدهای قبلی از سیستم‌های نادری مانند کمان سیاهگوش مطابقت دارند. اما شواهد محکم‌تری از این پدیده‌ها ارائه می‌دهند. محققان معتقدند که GS-NDG-9422 نشان دهنده‌ی یک مرحله‌ی کوتاه اما شدید از تشکیل ستاره است. در این مرحله، ستارگان عظیم و داغ درون ابرهای گازی متراکم، فوتون‌های بسیار زیادی ساطع می‌کنند و به گازهای اطراف انرژی می‌دهند. به طوری که نورِ این گازها، از نور خود ستارگان بیشتر می‌شود.
پیامدهایی برای تاریخ کیهان
GS-NDG-9422، علاوه بر ویژگی‌های خاص خود، پرسش‌های مهمی در مورد تکامل کهکشان‌های اولیه ایجاد می‌کند. آیا چنین شرایطی در بین کهکشان‌های هم‌سنِ آن رایج است یا GS-NDG-9422 یک استثنا است؟ پاسخ به این سوالات می‌تواند درک ما از اولین میلیارد سالِ تاریخ کیهان را تغییر دهد.
ستاره‌شناسان اکنون به دنبال کهکشان‌های دیگری با ویژگی‌های طیفی مشابه هستند تا تصویر واضح‌تری از این مراحل اولیه به‌دست آورند. هر کشف جدید، قطعه‌ی مهمی به پازل چگونگی تکامل اولین کهکشان‌های کیهان از حالت‌های اولیه به شکل‌های امروزی اضافه می‌کند.
کامرون گفت: «دوران هیجان‌انگیزی است که می‌توانیم با استفاده از تلسکوپ جیمز وب، این دورانِ دست‌نیافتنی از کیهان را کاوش کنیم. ما تازه در آغاز اکتشافات و درک جدید هستیم.»
یافته‌های مربوط به GS-NDG-9422 در اطلاعیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم منتشر شده است. این یافته‌ها، گامی مهم در جهت کشف اسرار منشأ کیهانی ما هستند.
اگر به خواندن کامل این مطلب علاقه‌مندید، روی لینک مقابل کلیک کنید: the brighter side of news
