تكشف صورة تلسكوب ويب المدهشة أشياء لا يستطيع العلماء تفسيرها

مكّن تلسكوب جيمس ويب الفضائي علماء الفلك من رؤية أشياء لا يمكنهم تفسيرها.

على الأقل ليس بعد.

في بحث جديد(يفتح في علامة تبويب جديدة) من Webb – أقوى مرصد فضائي تم بناؤه على الإطلاق – أمضى علماء الفلك 50 ساعة في النظر إلى أعمق الكون ، واكتشفوا بعض المجرات الأولى التي تشكلت على الإطلاق ، منذ أكثر من 13 مليار سنة. يعد التقاط مثل هذا المشهد الكوني الغني ، بأدنى الأشياء التي لمحتها البشرية على الإطلاق ، إنجازًا رائعًا. لكن البيانات تكشف أيضًا أن هذه المجرات البدائية أطلقت كمية هائلة من الطاقة في الفضاء – 10 مرات أكثر مما توقع العلماء.

السؤال “الرئيسي” هو كيف قال بابلو جي بيريز غونزاليس ، عالم الفيزياء الفلكية في مركز علم الأحياء الفلكي في إسبانيا ، في بيان إن هذه المجرات الوليدة حققت ذلك. ثقوب سوداء غريبة؟ نجوم حية؟ Pérez-González هو مؤلف البحث الذي نُشر في المجلة العلمية رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

تلسكوب ويب هو أداة حساسة للغاية ، مع القدرة على التقاط بعض من أبعد الضوء في الفضاء. هذا لأن Webb يرى نوعًا من الضوء لا يمكننا رؤيته ، يسمى الأشعة تحت الحمراء ، والذي ينتقل بأطوال موجية أطول من الضوء المرئي. بشكل حاسم ، يتمدد الضوء القديم مع توسع الكون ، مما يعني أنه قد تغير و “انزياح أحمر”.

وبالتالي ، يستطيع ويب القوي رؤية الطاقة التي خلقتها المجرات المبكرة. حدد علماء الفلك 44 مجرة ​​تشكلت على الأرجح خلال أول 500 مليون سنة من عمر الكون. في الأصل ، انبعثت هذه الطاقة على شكل ضوء فوق بنفسجي ، لكنها امتدت أيضًا إلى الأشعة تحت الحمراء.

في الصورة أدناه ، التي أصدرها الباحثون ، يمكنك أن ترى:

• إلى اليسار: منظر ميداني عميق للكون مع وجود مجرات حلزونية حية في المقدمة وعدد كبير من المجرات الأقدم في المسافة. كل هذه الأجسام تقريبًا هي مجرات.

• على اليمين: مناظر مكبرة لثلاث من المجرات شديدة الانزياح نحو الأحمر تطلق كميات غير متوقعة من الطاقة. “لقد تشكلوا في أول 200 إلى 500 مليون سنة بعد الانفجار العظيم ، عندما كان عمر الكون 1-5 في المائة من اليوم [age]، “بيان حول البحث يوضح.

المجرات القديمة التي تم التقاطها بواسطة مسح MIRI العميق للتصوير بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
الائتمان: بييرلويجي رينالدي / رافائيل نافارو كاريرا / بابلو جي بيريز غونزاليس

يظهر الطيف الكهرومغناطيسي جميع الأطوال الموجية للضوء ، مثل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية وما بعدها.
الائتمان: ناسا

قام علماء الفلك بمحاكاة ، باستخدام الحوسبة المتقدمة ، كيف تطور الكون على مدى مليارات السنين ، بدءًا من تشكيل النجوم والمجرات الأولى ، وفي النهاية خلق المواد العضوية الأساسية للحياة. لكن لم تتنبأ أي محاكاة بمثل هذه الانبعاثات الشديدة من الطاقة فوق البنفسجية. ما الذي قد يفسر ذلك؟

يمكن أن تكون نجومًا شابة وحيوية ، وأكثر سخونة من شمسنا المتوسطة الحجم ، وتنبعث منها كميات من الطاقة في الفضاء. أو، من الممكن أن يكون هذا الضوء القديم قد تم إنشاؤه بواسطة الثقوب السوداء الهائلة ، والتي هي مئات الآلاف إلى بلايين المرات من كتلة الشمس وعادة ما توجد في مركز المجرات ، مثل مجرتنا درب التبانة.

لكن هذا يثير سؤالًا آخر: “من أين أتت تلك الثقوب السوداء الهائلة؟” سأل بيريز غونزاليس.

“في الوقت الحالي ، تزودنا JWST بالعديد من الأسئلة أكثر من الإجابات ، ولكن هذه الخطوط الجديدة من البحث مثيرة.”

إنه يتساءل كيف أن مثل هذه الأجسام العملاقة – مع جاذبية شديدة للغاية ولا يمكن حتى للضوء أن يفلت منها – تشكلت بسرعة كبيرة ، في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون. تتكون معظم الثقوب السوداء من النجوم المتفجرة ، ولكن ربما تكون هذه الثقوب السوداء قد شكلت بطريقة أخرى؟ أسئلة كثيرة.

قال الباحثون: “في الوقت الحالي ، تزودنا JWST بالعديد من الأسئلة أكثر من الإجابات ، لكن هذه الخطوط الجديدة من البحث مثيرة”.

ترقبوا المزيد من إجابات وأسئلة ويب Webb.

رسم توضيحي لفنان لتلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي يدور حول الشمس على بعد مليون ميل من الأرض.
الائتمان: ناسا

قدرات تلسكوب ويب القوية

تم تصميم تلسكوب ويب – وهو تعاون علمي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية – للتعمق في أعمق الكون والكشف عن رؤى غير مسبوقة حول الكون المبكر. لكنها أيضًا تتطلع إلى الكواكب المثيرة للاهتمام في مجرتنا ، وحتى الكواكب في نظامنا الشمسي.

تريد المزيد من العلم وأخبار التكنولوجيا يتم تسليمها مباشرة إلى بريدك الوارد؟ اشترك في النشرة الإخبارية لـ Light Speed ​​من Mashable اليوم.

إليك كيفية تحقيق Webb لأشياء لا مثيل لها ، ومن المحتمل أن يفعل ذلك لعقود:

• مرآة عملاقة: يبلغ عرض مرآة Webb ، التي تلتقط الضوء ، أكثر من 21 قدمًا. هذا أكبر بمرتين ونصف من مرآة تلسكوب هابل الفضائي. يسمح التقاط المزيد من الضوء لـ Webb برؤية المزيد من الأشياء القديمة البعيدة. كما هو موضح أعلاه ، فإن التلسكوب يحدق في النجوم والمجرات التي تشكلت منذ أكثر من 13 مليار سنة ، بعد بضع مئات من ملايين السنين فقط من الانفجار العظيم.

  قال جان كريتون ، عالم الفلك ومدير القبة السماوية مانفريد أولسون في جامعة ويسكونسن – ميلووكي ، لموقع Mashable في عام 2021: “سنرى أول النجوم والمجرات التي تشكلت على الإطلاق”.

• عرض الأشعة تحت الحمراء: على عكس هابل ، الذي يرى الضوء المرئي لنا إلى حد كبير ، فإن ويب هو في الأساس تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، مما يعني أنه يرى الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء. هذا يسمح لنا برؤية المزيد من الكون. الأشعة تحت الحمراء لها أطوال موجية أطول(يفتح في علامة تبويب جديدة) من الضوء المرئي ، وبالتالي فإن موجات الضوء تنزلق بشكل أكثر كفاءة عبر السحب الكونية ؛ لا يتصادم الضوء في كثير من الأحيان مع هذه الجسيمات الكثيفة ويتشتت. في النهاية ، يمكن لبصر ويب الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء اختراق الأماكن التي لا يستطيع هابل اختراقها.

  قالت كريتون: “إنها ترفع الحجاب”.

• التحديق في الكواكب الخارجية البعيدة: تلسكوب ويب يحمل معدات متخصصة تسمى مقياس الطيف(يفتح في علامة تبويب جديدة) من شأنها أن تحدث ثورة في فهمنا لهذه العوالم البعيدة. يمكن للأجهزة فك شفرة الجزيئات (مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان) الموجودة في الغلاف الجوي للكواكب الخارجية البعيدة – سواء كانت عمالقة غازية أو عوالم صخرية أصغر. سيبحث ويب في الكواكب الخارجية في مجرة ​​درب التبانة. من يدري ماذا سنجد.

  “قد نتعلم أشياء لم نفكر فيها أبدًا” ، هذا ما قالته مرسيدس لوبيز موراليس ، باحثة الكواكب الخارجية وعالمة الفيزياء الفلكية في مركز الفيزياء الفلكية بجامعة هارفارد وسميثسونيان(يفتح في علامة تبويب جديدة)، لـ Mashable في عام 2021.

  لقد نجح علماء الفلك بالفعل في العثور على تفاعلات كيميائية مثيرة للاهتمام على كوكب يبعد 700 سنة ضوئية ، وبدأ المرصد في البحث عن أحد أكثر الأماكن المتوقعة في الكون: الكواكب الصخرية بحجم الأرض في نظام TRAPPIST الشمسي.