في محاولة لفهم كيفية نشأة المجرات وتطورها في الكون المبكر، استخدم فريق من الباحثين في كلية الفنون والعلوم بجامعة ميسوري تقنيات متقدمة لتحديد مجرات مرشحة من تلك الفترة الزمنية. هذه الاكتشافات قد تغير فهمنا الحالي لكيفية تكوين المجرات في بدايات الكون.
تحديد الأدلة الأولى
بدأ الباحثون في جامعة ميسوري باستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء القوية الموجودة في تلسكوب جيمس ويب الفضائي: الكاميرا القريبة من الأشعة تحت الحمراء والأداة المتوسطة للأشعة تحت الحمراء. كلاهما مصمم خصيصًا لاكتشاف الضوء القادم من أماكن بعيدة جدًا في الفضاء، وهو أمر حيوي عند دراسة الكون المبكر.
الأشعة تحت الحمراء تلعب دورًا محوريًا في هذا البحث، حيث أن الضوء القادم من الأجسام البعيدة يتمدد إلى أطوال موجية أطول أثناء رحلته عبر الفضاء، مما يجعله ينتقل من الضوء المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء. هذه الظاهرة تعرف بالانزياح الأحمر، وهي التي تساعد العلماء في تحديد مدى بعد هذه المجرات عن الأرض.
تقنية الانزياح
استخدم الباحثون تقنية معروفة باسم تقنية الانسحاب لتحديد كل من المجرات المرشحة البالغ عددها 300 مجرة. هذه التقنية تعتمد على البحث عن الأجسام التي تظهر في الأطوال الموجية الحمراء وتختفي في الأطوال الموجية الزرقاء، وهو مؤشر على أن الضوء قد سافر عبر مسافات شاسعة وزمن طويل.
هذا الظاهرة تشير إلى ما يعرف بـ “كسوف ليمان”، وهي ميزة طيفية ناتجة عن امتصاص الضوء فوق البنفسجي بواسطة الهيدروجين المحايد. مع زيادة الانزياح الأحمر، يتحول هذا التوقيع إلى أطوال موجية أكثر احمرارًا.
تقدير التفاصيل
بعد تحديد المجرات المرشحة، كان الخطوة التالية هي التحقق مما إذا كانت عند انزياح أحمر مرتفع جدًا. ويفضل القيام بذلك باستخدام التحليل الطيفي، وهي تقنية تسمح بتحديد التوقيعات التي تمكن من تحديد الانزياح الأحمر بدقة.
في غياب البيانات الطيفية الكاملة، استخدم الباحثون تقنية تُعرف بملاءمة توزيع الطاقة الطيفية، والتي منحتهم قاعدة لتقدير الانزياحات الحمراء لمرشحي المجرات، بالإضافة إلى خصائص أخرى مثل العمر والكتلة.
الاختبارات النهائية
الخطوة الأخيرة لتأكيد نتائج الفريق ستتم باستخدام التحليل الطيفي، والذي يعتبر المعيار الذهبي. يقوم التحليل الطيفي بتقسيم الضوء إلى أطوال موجية مختلفة، مما يسمح للعلماء بالكشف عن بصمة فريدة للمجرة، والتي يمكن أن تخبرهم بعمر المجرة وكيف تشكلت ومما تتكون.
تم تأكيد واحدة من الأجسام بالفعل كمجرة مبكرة باستخدام التحليل الطيفي، لكن الفريق لا يزال بحاجة إلى المزيد من التأكيدات ليقول بثقة ما إذا كانت النظريات الحالية قد تواجه تحديات.
الخاتمة
إن اكتشاف المجرات في الكون المبكر يمثل خطوة كبيرة في فهمنا لكيفية تشكل الكون وتطوره. إذا تم تأكيد بعض هذه المجرات المرشحة كمجرات مبكرة، فسيكون علينا إعادة النظر في النظريات الحالية حول نشأة المجرات. هذه الاكتشافات تفتح الباب أمام فهم أعمق لتاريخ الكون وتطوره المستمر.
