تلسكوب جيمس ويب يكتشف مجرة عاشت في “عصور الكون المظلمة”

أعلن علماء من فريق مرصد “جيمس ويب” الفضائي عن رصد مجرة بعيدة كانت موجودة حينما كان عمر الكون نحو 330 مليون سنة فقط بعد “الانفجار العظيم”، حسب دراسة نشرت في دورية “نيتشر”.

خلال الرصد، اكتشف التلسكوب إشعاعا يُعرف بـ “إشعاع لايمان ألفا”، وهو نوع من الضوء ينبعث من ذرات الهيدروجين عندما تنتقل من حالة إلى أخرى.

هذا النوع من الإشعاع يُعد مؤشرا مهما في علم الفلك، لأنه كان المفترض أن يتم امتصاصه في المراحل المبكرة من الكون بسبب كثافة الغاز المحيط، لا أن ينطلق للأمام حتى يتم رصده بواسطة “جيمس ويب”.

تاريخ قصير للكون

لفهم الأمر، فلنتصور أننا نتمكن من إعادة الزمن للخلف لنشاهد نشأة الكون، اللحظة الأولى كانت الانفجار العظيم، في البداية تمدد الكون متوسعا بسرعة هائلة لجزء من الثانية، وهي الفترة التي تسمى التضخم الكوني.

وبعد ثانية واحدة من الانفجار الأعظم، يرى العلماء أن الكون يتألف من حساء بدائي شديد الحرارة (10 مليارات درجة مئوية) من فوتونات الضوء والجسيمات الأولية من دون الذرية الأخرى، كالبروتونات والنيوترونات والإلكترونات.

وفي الدقائق التالية، بدأ عصر يسمى “التخليق النووي”، حيث اصطدمت البروتونات والنيوترونات الأولى وأنتجت أنوية أقدم العناصر، الهيدروجين والهيليوم، وآثارا طفيفة جدا من الليثيوم والبيريليوم، وفقط. كان هذا هو كل ما هو موجود في الجدول الدوري في أثناء تلك الفترة من تاريخ الكون.

ولكن في هذه المرحلة، كان الكون لا يزال ساخنا للغاية بحيث لم تتمكن النوى الذرية لهذه العناصر من التقاط الإلكترونات في مداراتها، وتكوين ذرات كاملة. لذلك كان الكون معتما لا يمرر أي ضوء، بسبب الكثافة الشديدة للإلكترونات السابحة والتي لم ترتبط بعد بالأنوية لتكوين الذرات الأولى.

وبعد مرور حوالي 380 ألف سنة من تاريخ الكون، ومع توسعه، بات باردا كفاية ليسمح لتلك الأنوية أن تمسك بتلك الإلكترونات، فتكونت أول ذرات الهيدروجين والهيليوم الكاملة.

وعلى مدى الـ200 مليون سنة التالية، لم تكن هناك نجوم لتلمع، كان الكون في هذه المرحلة يتكون من محيط هائل الضخامة من ذرات الهيدروجين والهيليوم بشكل أساسي، لذلك سميت تلك الفترة “بالعصور الكونية المظلمة”.

ومع مرور الوقت، بدأت المجرات والنجوم الأولى تُصدر إشعاعات قوية تسببت في تأيين هذا الهيدروجين، أي تحوّله إلى شكل يسمح بمرور الضوء. هذه العملية تسمى “حقبة إعادة التأين”، وهي الفترة التي أصبح فيها الكون شفافا للضوء.

فيزياء جديدة

ووفقا للنماذج العلمية السابقة التي طورها العلماء، لم يكن متوقعا أن تظهر إشعاعات مثل “لايمان-ألفا” في هذا الوقت المبكر من عمر الكون.

بيد أن رصد هذه الإشعاعات من المجرة الجديدة، التي سميت “جاديس -جي إس- زد 13-1” يعني أن هذه المجرة ربما لعبت دورا كبيرا في المساهمة في تأيين الفضاء المحيط بها، وبالتالي المساعدة في كشف “ضباب” الكون في وقت أبكر مما كان يُعتقد.

ولا يزال مصدر إشعاع ليمان-ألفا من هذه المجرة غير معروف، ولكنه قد يشمل أول ضوء من الجيل الأول من النجوم الذي تكوّن في الكون.

نجوم الكون الأولى كانت أكبر من شمسنا في الكتلة بنحو 30 إلى 300 مرة وأكثر سطوعا بملايين المرات، وكانت مكونة بالكامل (تقريبا) من الهيدروجين والهيليوم، العناصر التي تشكلت نتيجة مباشرة للانفجار الكبير.

هذا الاكتشاف يدفع العلماء إلى مراجعة تصوراتهم حول متى وكيف بدأت المجرات الأولى تؤثر على الكون، إذ يبدو أن بعض المجرات المبكرة كانت أقوى وأكثر نشاطا مما كان متوقعا، وكانت قادرة على تغيير بيئتها المحيطة وتسريع عملية تأيين الكون.