کشف یک خوشه کهکشانی شگفت‌انگیز در کیهان اولیه

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از وبگاه سای‌تِک‌دِیلی (SciTechDaily)، ستاره‌شناسانی که با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب به جهان اولیه نگاه می‌کنند، به کشف شگفت‌انگیزی دست یافته‌اند: خوشه‌ای از کهکشان‌های عظیم در حال شکل‌گیری در اطراف یک اختروش بسیار قرمز. این تحقیق، درک ما را از چگونگی گردهم‌آمدن خوشه‌های کهکشانی در کیهان اولیه و تشکیل شبکه کیهانی امروز، افزایش خواهد داد.

اختروش، نوع خاصی از هسته کهکشانی فعال، یک منطقه فشرده با یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم در مرکز یک کهکشان است. سقوط گاز در یک سیاه‌چاله کلان‌جرم، باعث می‌شود اختروش به اندازه‌ای درخشان شود که درخشش همه ستارگان کهکشان را تحت‌الشعاع قرار دهد.

SDSS J۱۶۵۲۰۲.۶۴+۱۷۲۸۵۲.۳، شناسه داده‌شده به اختروشی است که تلسکوپ جیمز وب آن را کشف کرده است. این اختروش ۱۱.۵ میلیارد سال پیش وجود داشته است. این کهکشان به‌شدت قرمز است که نه تنها به دلیل خصوصیت ذاتی این اختروش، بلکه به این دلیل است که نور کهکشان به علت فاصله بسیار زیاد انتقال به سرخ را تجربه می‌کند. به همین دلیل، تلسکوپ جیمز وب برای بررسی دقیق کهکشان با حساسیت بی‌نظیر آن در طول موج‌های فروسرخ کاملاً مناسب است.

اختروش یادشده یکی از قوی‌ترین هسته‌های کهکشانی شناخته‌شده است که در چنین فاصله زیادی دیده شده است. ستاره‌شناسان گمان می‌کردند که گسیل شدید این اختروش می‌تواند باعث ایجاد یک «باد کهکشانی» شود، گاز آزاد را از کهکشان میزبان خود به بیرون راند و احتمالاً بر شکل‌گیری ستاره‌های آینده در آنجا تأثیر زیادی بگذارد.

تیم پژوهشی از طیف‌نگار فروسرخ نزدیک این تلسکوپ برای بررسی حرکت گاز، غبار و مواد ستاره‌ای در کهکشان استفاده کرد. این ابزار قدرتمند با استفاده از تکنیکی به نام طیف‌سنجی، حرکت جریان‌های خروجی و بادهای مختلف اطراف اختروش را بررسی کرد.

طیف‌نگار فروسرخ نزدیک می‌تواند به صورت هم‌زمان طیف‌ها را در سراسر میدان دید تلسکوپ جمع‌آوری کند (نه فقط از یک نقطه در یک زمان)، و تلسکوپ وب را قادر می‌سازد تا به صورت هم‌زمان، اختروش، کهکشان آن و محیط وسیع‌تر را بررسی کند.

نمای میدان عریض تلسکوپ هابل از اختروش بسیار قرمز SDSS J۱۶۵۲۰۲.۶۴+۱۷۲۸۵۲.۳

مطالعاتی که قبلاً با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل ناسا و دیگر رصدخانه‌ها انجام شده بود، توجه را به خروجی‌های قدرتمند این اختروش جلب کرد و ستاره‌شناسان احتمال دادند که کهکشان میزبان بتواند با یک شریک کشف‌نشده ادغام شود. با این حال، این تیم انتظار نداشت که داده‌های طیف‌نگار فروسرخ نزدیک به وضوح نشان دهد که این فقط یک کهکشان نیست، بلکه حداقل سه کهکشان دیگر در اطراف آن می‌چرخند. به لطف طیف‌های موجود در یک منطقه وسیع، می‌توان حرکات همه مواد اطراف را رسم کرد و به این نتیجه رسید که اختروش قرمز در واقع بخشی از یک گره متراکم از تشکیل کهکشان است.

تیم پژوهشی به سرپرستی دانشگاه هایدلبرگ آلمان با استفاده از مشاهدات طیف‌نگار فروسرخ نزدیک، سه همراه کهکشانی این اختروش را تأیید کرد و نحوه اتصال آن‌ها را نشان داد.

این سه کهکشان با سرعتی فوق‌العاده به دور یکدیگر می‌چرخند که نشانه‌ای از وجود جرم زیاد است. جرم زیاد آن‌ها و این موضوع که آن‌ها در فاصله کمی در منطقه اطراف اختروش قرار دارند باعث شده است محققان به این نتیجه برسند که این یکی از متراکم‌ترین مناطق شناخته‌شده شکل‌گیری کهکشان‌ها در کیهان اولیه است.

یکی از دانشمندان این تیم پژوهشی گفت: حتی یک گره متراکم از ماده تاریک برای توضیح آن کافی نیست. ما فکر می‌کنیم می توانیم منطقه‌ای را ببینیم که در آن دو هاله عظیم ماده تاریک با هم ادغام می‌شوند. ماده تاریک جزء نامریی کیهان است که کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی را در کنار هم نگه می‌دارد و تصور می‌شود که هاله را تشکیل می‌دهد.

پژوهش انجام‌شده، بخشی از تحقیقات وب در مورد جهان اولیه است. این تلسکوپ که توانایی بی‌سابقه‌ای در نگاه‌کردن به گذشته دارد، در حال حاضر برای بررسی چگونگی شکل‌گیری و تکامل اولین کهکشان‌ها و چگونگی شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها و تأثیر آن بر ساختار جهان استفاده می‌شود.