کشف باحال جیمز وب: برخورد خیلی کمیاب پنج کهکشان توی اوایل عالم!

بیا یه خبر فضایی خفن برات تعریف کنم! تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb Space Telescope) یه کشف عجیب و غریب کرده: یه گروه کهکشانی پیدا کرده که اصلاً شبیه معمولیاش نیست! توی این سیستم، دست‌کم پنج‌تا کهکشان دارن با همدیگه ادغام میشن (یعنی عملاً مثل یه تصادف سنگین کهکشانی!). جالب اینه که این اتفاق فقط ۸۰۰ میلیون سال بعد از مهبانگ یا Big Bang افتاده. حالا مهبانگ رو بذار توضیح بدم: همون انفجار بزرگی که فکر می‌کنن جهان ازش شروع شده.

فاز اصلی ماجرا اینه که معمولاً کهکشان‌ها یکی‌یکی با هم ترکیب میشن، نهایتش دو تا. اما اینجا با یه سیستم طرفیم که اسمش رو گذاشتن «پنجگانه‌ی جیمز وب» یا همون JWST’s Quintet که نه تنها پنج تا کهکشانِ درست و حسابی داره، بلکه ۱۷ تا توده‌ی کهکشانی (Galaxy Clumps یعنی بخش‌های کوچیک‌تر یا خوشه‌گونه) هم دور و برشن جمع شدن.

این سیستم انقدر عجیب و کمیابه که خود پژوهشگرا هم حسابی هیجان‌زده شدن. وِیدا هو (Weida Hu)، از دانشگاه تگزاس اِی‌اَند‌اِم که سرپرست این تحقیق بوده، گفته حتی تو شبیه‌سازی‌ها و مشاهدات فعلی، پیدا کردن همچین ترکیبی تقریباً غیرممکنه. خلاصه، حسابی شانس آوردن که اینجا گیرشون اومده، مخصوصاً اینقدر زود تو تاریخ کیهان!

حالا این کهکشان‌ها از نوع “Emission-line galaxies” هستن، یعنی نورشون یه سری ویژگی خاص داره. مثلاً خطوط نشون‌دهنده هیدروژن و اکسیژن تو نورشون دیده میشه که نشونه‌ی شکل‌گیری ستاره‌های جدیده. (Emission-line galaxies یعنی کهکشان‌هایی که توی طیف نوری‌شون یه سری خط روشن مشخص هست، بیشتر به خاطر ترکیبات گازی و ستاره‌سازی فعال.)

داده‌های جیمز وب و هابل (Hubble Space Telescope) رو با هم قاطی کردن و فهمیدن که این کهکشان‌ها هر پنج‌تا توی یک محدوده از فضا و زمانِ کیهانی قرار دارن. یعنی Redshift شون یکیه. حالا Redshift یا انتقال به سرخ، یعنی تغییر طول موج نور به خاطر فاصله گرفتن اجرام در جهان درحال گسترش؛ هرچی شی دورتر و قدیمی‌تر باشه، این عددش بیشتر میشه.

حتی گفته شده شاید چندتا کهکشانِ خیلی کم‌نور یا پنهون هم این وسط باشن که هنوز کشفشون نکردیم، فقط باید مشاهدات پیشرفته‌تر و با طول موج‌های مختلف انجام بشه.

یه نکته باحال دیگه اینه که بین این پنج کهکشان، دو تای اصلیشون حدود ۴۳،۳۰۰ سال نوری از هم فاصله دارن و دورترین دوتای سیستم هم حدود ۶۰،۷۰۰ سال نوری با هم فاصله دارن. برای مقایسه هم بدون که کهکشان راه شیری خودمون حدود ۱۰۰،۰۰۰ سال نوریه.

البته کنسلایس (Christopher Conselice)، استاد دانشگاه منچستر که تو این تحقیق نبوده، گفته اینجور برخوردها واقعاً توی عالم خیلی کمیابه. آمارش هم هنوز کامل نیست، ولی احتمال پیدا شدن همچین سیستم‌هایی خیلی کمتر از ۱٪ کل کهکشان‌هاست! (یعنی تو هر ۱۰۰۰ کهکشان، شاید یکی باشه این مدلی.)

البته این ماجرا فقط به این گروه تموم نمیشه؛ یه گروه معروف دیگه هم تو دنیای نزدیک به ما هست که بهش می‌گن “پنجگانه استفان” که البته یکی از کهکشان‌هاش فقط ظاهرش کنار اون چهارتای دیگه است و واقعاً داره ادغام نمیشه. ولی یکی از شباهت‌هاشون اینه که یه پل ماده بین دو تا کهکشان ایجاد شده که بهش می‌گن “Tidal tails”، یعنی مثل یه دم کشیده شده از مواد که حاصل همون برخورد و کشمکش گرانشیه.

فرق جالبشون با پنجگانه جیمز وب اینه که این سیستم جدید جوون و پرانرژیه، تازه ستاره‌سازی فوق‌العاده بالایی هم داره. اما پنجگانه استفان پیرتر و بی‌حال‌تره. توده‌ی ستاره‌ای پنجگانه جیمز وب الان چیزی برابر با ۱۰ میلیارد (ده هزار میلیون) برابر خورشیده! پژوهش‌ها میگن احتمالاً این گروه، ۱ تا ۱.۵ میلیارد سال بعد از مهبانگ، به یک کهکشان آروم و “خاموش” (Quiescent galaxy، یعنی دیگه ستاره‌سازی نمی‌کنه) تبدیل میشه. قبلاً هم جیمز وب از این نوع کهکشان‌های مرده تو اوایل عالم پیدا کرده بود که کلی بین دانشمندها سروصدا کرد چون فکر نمی‌کردن اینقدر زود بعضی کهکشان‌ها دیگه دست از ستاره‌سازی بردارن.

حالا آینده این برخورد کهکشانی یه علامت سوال بزرگه. شاید این سیستم هم بعداً ستاره‌سازی کنه، ولی با شدت کمتر، یا اینکه کلاً بمیره و هیچ ستاره‌ی جدیدی درست نکنه! این موضوع بستگی داره که آیا سیاه‌چاله‌های فعال تو دل این کهکشان‌ها هست یا نه (سیاه‌چاله فعال یعنی یه سیاه‌چاله که داره حسابی گاز و ماده رو می‌بلعه و انرژی آزاد می‌کنه). اگه باشه، احتمالاً کل سیستم رو خیلی زود “خاموش” می‌کنه.

جالبیش اینجاست که اگه این ستاره‌سازی‌های عظیم و برخورد‌های چندگانه زیادتر کشف بشن، میشه فهمید دقیقاً کیهان تو اوایلش چقدر سازوکارهای عجیب داشته و اینکه اصلاً مدل‌های فعلی‌مون از عالم کافی هست یا نه.

وی‌دای هو توضیح داده که دوربین NIRCam جیمز وب تصویرهایی با جزئیات ساختاری خوبی گرفته، ولی داده‌های طیفیِ دقیق هنوز نیازه تا بشه درباره ترکیبات شیمیایی (مثلاً فلزی بودن مواد) و حرکت‌ها و دینامیک داخلی این کهکشان‌ها بهتر قضاوت کرد.

در کل، اگه تو آینده جیمز وب یا تلسکوپ‌های دیگه، از این گروه‌های ادغامی بیشتر پیداشون بشه، میشه واقعاً فهمید این سیستم‌ها چقدر خاص و کمیاب هستن و حتی اینکه کیهان یه راه جدید واسه ساخت کهکشان‌های بزرگ و خاموش داره یا نه.

پس اگه از این به بعد درباره تصادف‌های کهکشانی و پنجگانه جیمز وب شنیدی، بدون ماجراییه که خیلی‌ها رو هیجان‌زده کرده و هنوز پر از سوال جدیده!

منبع: +