علماء الفلك يكتشفون "عنقودًا رضيعًا" من المجرات قد يغير نماذج الكون

الولايات المتحدة - وكالة أنباء إخباري

علماء الفلك يكشفون عن "عنقود مجرات رضيع" غير متوقع في الكون المبكر

في اكتشاف فلكي قد يعيد تشكيل فهمنا لتطور الكون المبكر، رصد علماء الفلك مؤخرًا ما يبدو أنه "عنقود مجرات رضيع"، وهو تجمع لأكثر من 66 مجرة شابة يقع في منطقة بعيدة جدًا من الفضاء. يُطلق على هذا التجمع اسم JADES-ID1، ويعود تاريخه إلى حوالي مليار سنة فقط بعد الانفجار العظيم، وهي فترة مبكرة للغاية في تاريخ الكون. ما يثير الدهشة بشكل خاص هو أن هذا العنقود، على الرغم من كونه في مرحلة "النمو"، يبدو أكثر نضجًا وتطورًا مما تتوقعه النماذج الكونية الحالية، مما يجعله مرشحًا ليكون أقدم وأبعد تجمع للمجرات تم اكتشافه حتى الآن، ويتحدى النظريات السائدة حول كيفية تشكل هذه الهياكل الكونية العملاقة في المراحل الأولى من الكون.

تم الكشف عن JADES-ID1 بفضل البيانات المجمعة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التابع لناسا ومرصد تشاندرا للأشعة السينية. تشير تحليلات البيانات إلى أن هذا التجمع يمتلك كتلة هائلة تبلغ حوالي 20 تريليون ضعف كتلة نظامنا الشمسي. الجزء الأكبر من هذه الكتلة يتكون من المادة المظلمة غير المرئية، لكن مرصد تشاندرا كشف عن وجود سحابة ضخمة من الغاز الساخن المحيط بالعنقود، والتي تتوهج بشكل ملحوظ في طيف الأشعة السينية. إن وجود هذا "الغلاف الجوي" المشع بالأشعة السينية عادة ما يكون مؤشرًا على نضج واستقرار تجمعات المجرات، وهو أمر غير متوقع في هيكل عمره مليار سنة فقط بعد الانفجار العظيم.

قال الدكتور آكوس بوغدان، عالم الفيزياء الفلكية في مركز الفيزياء الفلكية | هارفارد وسميثسونيان، والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة مؤخرًا في مجلة Nature: "JADES-ID1 هو حقًا أصغر عنقود يتمتع بغلاف جوي باعث للأشعة السينية. وهذا الاكتشاف يدفع حدود تجمعات المجرات التي تصدر الأشعة السينية إلى أوقات أبعد بكثير مما كانت عليه الأمثلة السابقة". وأضاف بوغدان أن اكتشاف مثل هذا التجمع الضخم والمتقدم في مرحلة مبكرة جدًا من الكون يثير تساؤلات حول مدى اكتمال فهمنا لعمليات تشكل الكون. "إما أننا كنا محظوظين للغاية لرصده، أو أننا نلتقط منطقة من الكون تنمو بشكل غير عادي السرعة"، كما أشار.

تعتبر تجمعات المجرات نقاطًا محورية في دراسة الكون، حيث تمثل "تقاطعات" بين الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات. فهي بمثابة مختبرات طبيعية لدراسة تفاعل المجرات، ونمو الثقوب السوداء الهائلة، وتطور شبكة الكون الكونية. إن فهم كيفية تجمع هذه التجمعات عبر مساحات وزمن شاسعين يساعد في تحديد المعلمات الكونية التي تشكلها. وقالت الدكتورة إيلينا راسيا، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة ميشيغان، والتي لم تشارك في الدراسة: "تجمعات المجرات غالبًا ما يُشار إليها بأنها في 'مفترق طرق' بين الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات". وأضافت أن هذا التجمع الفريد من نوعه، JADES-ID1، قد يكون مهمًا من كلا المنظورين.

تتوقع النماذج القياسية لتكوين العناقيد أن هيكلًا بهذا الحجم والتقدم لا ينبغي أن يوجد في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون. إذا استمر JADES-ID1 في نموه الهائل، فإنه سيصبح في النهاية عنقود مجرات مكتمل النمو بشكل غير طبيعي. ومع ذلك، فإن مسألة ما إذا كان وجود هذا العنقود الضخم يتطلب بالفعل إعادة كتابة الكتب المدرسية لا تزال قيد البحث. يشير البروفيسور كلاوس دولاج، عالم الفيزياء الفلكية الحاسوبية في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونيخ، والذي لم يشارك في الدراسات، إلى أنه على الرغم من أننا "لا نفهم تمامًا كيف يمكن لمثل هذه الهياكل أن تتشكل وتظهر متقدمة جدًا في وقت مبكر"، إلا أن هناك مؤشرات محتملة. في دراسة سابقة، قام دولاج وزملاؤه بمحاكاة لتجمعات المجرات بعد حوالي نصف مليار سنة لاحقة لتاريخ JADES-ID1، ووجدوا أن العديد منها قد طور أغلفة جوية قابلة للكشف عبر الأشعة السينية. ومع ذلك، لم تتحول أكبر وأقدم التجمعات في تلك المحاكاة إلى عناقيد مجرات ضخمة في المراحل اللاحقة، بل تباطأ نموها مع نضجها ونفاد مخزونها من الغاز المحيط. إذا ثبت أن هذا السلوك ينطبق على JADES-ID1، فإن حجمه المبكر الكبير قد يكون أقل غموضًا.

ومع ذلك، يشير البروفيسور ستيفانو بورغاني، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ترييستي بإيطاليا، إلى أن رصد الأشعة السينية من JADES-ID1 والتجمعات المبكرة الأخرى يضع تلسكوب تشاندرا على حافة قدراته. هذا يجعل من الصعب على الباحثين قياس ما يعرفونه حقًا عن هذه الأنظمة المتطرفة. "فهم أوضح لما إذا كان [JADES-ID1] يتحدى فهمنا الحالي لتكوين الهياكل الكونية سيتطلب انتظار الجيل القادم من تلسكوبات الأشعة السينية" ذات الرؤية الحادة والحساسية الأكبر، كما قال. يتفق الدكتور بوغدان على الحاجة إلى دراسة المزيد من تجمعات المجرات المماثلة. "الخطوات التالية يجب أن تكون العثور على المزيد من الأنظمة مثل هذا وبناء عينات أكبر من تجمعات المجرات في الكون المبكر حتى لا نعتمد على كائن واحد"، قال.

إن حل لغز هذا العنقود "الرضيع" الناضج سيؤدي إلى اختراقات مهمة بغض النظر عن النتيجة. "إما أننا سنتعلم شيئًا جديدًا حول التفاعل المعقد للعمليات الفيزيائية المختلفة التي تشكل تكوين المجرات - أو سنتعلم أن هناك بالفعل خللًا في نموذجنا الخلفي العام لعلم الكونيات مما يدفعنا إلى التبسيط المفرط"، كما أوضح دولاج. يمثل اكتشاف JADES-ID1 فرصة فريدة لاستكشاف الظروف الكونية المبكرة وفهم كيف بدأت هياكل الكون العملاقة في التشكل، مما قد يغير نظرتنا إلى تاريخ الكون وتطوره.

Ekhbary News Agency