يقترح ويب أن المجرات القديمة كانت فقيرة بالمعادن ومليئة بالغاز

في البداية، كانت المجرات تفتقر إلى وفرة من المواد الكيميائية والمعادن، وفقا لفريق من علماء الفلك الذين استخدموا مؤخرا التلسكوب لدراسة الكون القديم.

على الرغم من أن المجرات في ربع مليار سنة بدت وكأنها تتبع القواعد التي وضعتها المجرات الأصغر سنا والتي تمت ملاحظتها سابقا فيما يتعلق بمعدل تكوين النجوم والكتلة النجمية، فقد وجد الباحثون أنها لم يكن لديها سوى ربع الوفرة الكيميائية المتوقعة. وكان بحث الفريق عن المجرات القديمة نشرت الاسبوع الماضي في علم الفلك الطبيعة.

“كان الأمر كما لو أن المجرات لديها كتاب قواعد اتبعته –وقالت كلوديا لاغوس، المؤلفة المشاركة في الدراسة، وعالمة الفلك في المركز الدولي لأبحاث علم الفلك الراديوي (ICRAR) ومركز الفجر الكوني في كوبنهاغن، في تقرير لها: “لكن من المثير للدهشة أن كتاب القواعد الكونية هذا، يبدو أنه خضع لعملية إعادة كتابة مثيرة خلال مهد الكون”. جامعة غرب أستراليا يطلق.

كان التلسكوب – بالطبع – تلسكوب ويب الفضائي، وهو مرصد فضائي بقيمة 10 مليارات دولار تم إطلاقه إلى الفضاء في ديسمبر 2021 والذي يقوم بملاحظات علمية منذ يوليو 2022. ويراقب ويب الكون بأطوال موجية للأشعة تحت الحمراء والقريبة من الأشعة تحت الحمراء، مما يجعله تلسكوبًا رائعًا. أداة مثالية لدراسة أقدم ضوء يمكننا رؤيته.

كلما نظر التلسكوب بعيدًا في الكون، كلما امتد الضوء الذي يراه (أو “تحول”) إلى الجانب الأكثر احمرارًا من الطيف الكهرومغناطيسي. وهكذا، في لغة علماء الفلك، لقد تم “إزاحة الضوء باللون الأحمر”. تم تعيين هذا التمدد وهو عدد العلماء اتصل بـ “z”. كلما كان الرقم “z” أكبر، كلما كان بعيدًا (وبالتالي، الأقدم) هو الكائن.

حتى وقت قريب، لاحظ الفريق أنه لا يمكن قياس الوفرة الكيميائية للمجرات بشكل موثوق إلا عند انزياحات حمراء تبلغ z = 3.3 أو أقل. لكن ويب سمح للفريق الحديث بقياس هذه الوفرة عند انزياحات حمراء بقيمة z = 7-10، أو ما بين 500 مليون سنة و750 مليون سنة بعد الانفجار الكبير.

استخدم الباحثون نظرة ويب البعيدة المدى لقياس معدلات تكوين النجوم والكتل النجمية والوفرة الكيميائية للمجرات منذ مئات الملايين من السنين الأولى من وجود الكون.

وقال لاغوس: “الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة هو أن المجرات القديمة أنتجت عناصر ثقيلة أقل بكثير مما كنا نتوقعه بناء على ما نعرفه من المجرات التي تشكلت في وقت لاحق”. “كانت المجرات المبكرة تستقبل باستمرار غازًا أصليًا جديدًا من محيطها، حيث أدى تدفق الغاز إلى تخفيف العناصر الثقيلة داخل المجرات، مما يجعلها أقل تركيزًا.”

المجرات القديمة ليست حتى أقدم المجرات التي شاهدها ويب. وفي نوفمبر الماضي، رصد التلسكوب مجرتين بإنزياحات حمراء تبلغ تقريبًا 10.25 و 12.5، ينافس سن مجرة مايسيوهي مجرة ​​أخرى رصدها ويب ذات انزياح أحمر قدره 11.8، أو عمرها حوالي 13.4 مليار سنة. كوننا هو حوالي 13.77 مليار سنة.

إحدى المهام الرئيسية لويب هي فحص هذه المجرات القديمة، لفهم كيفية تشكلها وتطورها. كثير من ال المجرات القديمة وقد شهد ويب الظهور ناضجة بشكل مدهش، نظرا لظهورهم في الكون الناشئ.

لكن البحث الجديد يشير إلى أن المجرات لا تزال تحتفظ بأسرارها، وفي هذه الحالة، هناك نقص واضح في العناصر الثقيلة. المزيد من الملاحظات التي أجراها ويب يمكن أن تساعد في تفسير كيفية تشكل هذه المجرات، ولكن نتوقع ظهور المزيد من الألغاز أثناء بحث العلماء عن الوضوح.

أكثر: تلسكوب ويب يرصد المجرات الناضجة بشكل غريب في وقت مبكر من الكون