کشف «جیمز وب» در مورد پیشینه یک خوشه کهکشانی بزرگ

داده‌های جدید «تلسکوپ فضایی جیمز وب»، اطلاعات جالبی را در مورد یک پیش‌خوشه نشان می‌دهند که احتمالا به یک خوشه کهکشانی بزرگ تبدیل خواهد شد.

به گزارش ایسنا و به نقل از ناسا، «تلسکوپ فضایی جیمز وب»(JWST) ناسا، ارائه اطلاعاتی را در مورد سال‌های اولیه شکل‌گیری کیهان آغاز کرده است که تاکنون دور از دسترس بوده‌اند. از میان این اطلاعات می‌توان به شکل‌گیری و تجمع کهکشان‌ها اشاره کرد. برای اولین بار، وجود یک پیش‌خوشه در فاصله‌ای تایید شده که ستاره‌شناسان معتقدند فقط ۶۵۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ به وجود آمده است. ستاره‌شناسان براساس داده‌های جمع‌آوری‌شده، گسترش آینده این خوشه نوپا را محاسبه کردند و دریافتند که احتمالا از نظر اندازه و جرم به «خوشه کما»(Coma Cluster) که هیولای جهان مدرن است، شبیه خواهد شد.

«تاکاهیرو موریشیتا»(Takahiro Morishita)، پژوهشگر «مرکز پردازش و تحلیل فروسرخ»(IPAC) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: این یک محل بسیار ویژه و منحصربه‌فرد از تکامل پرشتاب کهکشان‌ها است و جیمز وب به ما توانایی بی‌سابقه‌ای را داد تا به اندازه‌گیری سرعت این هفت کهکشان بپردازیم و تایید کنیم که آنها در یک پیش‌خوشه به هم متصل هستند.

اندازه‌گیری‌های دقیقی که توسط «طیف‌نگار فروسرخ نزدیک»(NIRSpec) جیمز وب ثبت شد، کلید تأیید فاصله جمعی کهکشان‌ها و سرعت بالای حرکت آنها در هاله‌ای از ماده تاریک بود که به حدود یک هزار کیلومتر در هر ثانیه می‌رسید.

داده‌های طیفی به ستاره‌شناسان امکان می‌دهند تا گسترش آینده کهکشان‌های مورد نظر را تا زمان ما در جهان مدرن مدل‌سازی و نقشه‌برداری کنند. پیش‌بینی کردن این که پیش‌خوشه مورد نظر در نهایت مشابه خوشه کما خواهد بود، به این معناست که در نهایت می‌تواند در میان متراکم‌ترین مجموعه‌های کهکشانی شناخته‌شده با هزاران عضو باشد.

«بندتا ولکانی»(Benedetta Vulcani)، پژوهشگر «موسسه ملی اخترفیزیک»(INAF) ایتالیا و از پژوهشگران این پروژه گفت: ما می‌توانیم این کهکشان‌های دور را مانند قطرات کوچک آب در رودخانه‌های متفاوت ببینیم که در نهایت همه آنها بخشی از یک رودخانه بزرگ و قوی خواهند شد.

خوشه‌های کهکشانی، بزرگترین تراکم جرم شناخته‌شده در جهان هستند که می‌توانند بافت فضا-زمان را به طرز چشمگیری منحرف کنند. این خمیدگی که «همگرایی گرانشی»(Gravitational lens) نامیده می‌شود، می‌تواند یک اثر بزرگنمایی را برای اجرام فراتر از خوشه داشته باشد و به ستاره‌شناسان امکان بدهد تا از آن مانند یک ذره‌بین غول‌پیکر برای نگاه کردن از میان خوشه استفاده کنند. این گروه پژوهشی توانستند از این اثر استفاده کنند و از میان «خوشه پاندورا»(Pandora’s Cluster)، پیش‌خوشه مورد نظر را ببینند. حتی تجهیزات قوی جیمز وب نیز برای دیدن تا این مرحله، به کمک طبیعت نیاز دارند.

کاوش در مورد این موضوع که چگونه خوشه‌های بزرگی مانند پاندورا و کما برای نخستین بار به هم پیوستند، به دلیل انبساط جهان دشوار بوده است زیرا ستاره‌شناسان پیش از به کار بردن جیمز وب، داده‌های با وضوح بالا را در اختیار نداشتند. تجهیزات فروسرخ جیمز وب به طور ویژه برای پر کردن شکاف‌هایی توسعه داده شدند که در ابتدای داستان جهان وجود دارند.

هفت کهکشان تایید شده توسط جیمز وب، ابتدا با استفاده از داده‌های برنامه میدان‌های مرزی «تلسکوپ فضایی هابل»(HST) به عنوان کاندیدای رصد انتخاب شدند. این برنامه، زمان هابل را به مشاهدات با استفاده از همگرایی گرانشی اختصاص داد تا کهکشان‌های بسیار دور را با جزئیات مشاهده کند. با وجود این، از آنجا که هابل نمی‌توانست نور فراتر از فروسرخ نزدیک را تشخیص دهد، جزئیات بسیار زیادی برای دیدن باقی ماندند. تلسکوپ جیمز وب، این تحقیقات را با تمرکز بر کهکشان‌هایی که توسط هابل شناسایی شده بودند انجام داد و علاوه بر تصاویر، داده‌های طیف‌سنجی دقیقی را نیز جمع‌آوری کرد.

این گروه پژوهشی پیش‌بینی می‌کنند که همکاری آتی بین جیمز وب و «تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن»(Nancy Grace Roman Space Telescope) ناسا، یک مأموریت پیمایشی با وضوح بالا و میدان وسیع خواهد بود و نتایج بیشتری را در مورد خوشه‌های کهکشانی اولیه به همراه خواهد داشت. تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن با ۲۰۰ برابر میدان دید فروسرخ هابل می‌تواند تعداد بیشتری از کهکشان‌های پیش‌خوشه‌ را شناسایی کند و سپس، جیمز وب می‌تواند با تجهیزات طیف‌سنجی خود به پیگیری آنها بپردازد و مورد تایید قرار دهد. تاریخ پرتاب تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن در حال حاضر تا مه ۲۰۲۷ مد نظر قرار گرفته است.

«توماسو ترئو»(Tommaso Treu)، پژوهشگر «دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس»(UCLA) و از پژوهشگران این پروژه گفت: علمی که اکنون می‌توانیم رویای انجام دادن آن را داشته باشیم، شگفت‌انگیز است. با این پیش‌خوشه کوچک از هفت کهکشان در این فاصله بسیار زیاد، ما یک میزان تایید طیف‌سنجی صددرصدی داشتیم که پتانسیل آینده را برای نقشه‌برداری از ماده تاریک و پر کردن جدول زمانی توسعه اولیه کیهان نشان می‌داد.

این پژوهش، در مجله «Astrophysical Journal Letters» به چاپ رسید.

انتهای پیام