کشف کهکشانی ۱۰۰ برابر کوچکتر اما ۱۰۰۰برابر سریع‌تر از راه شیری

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) رصدی پیشگامانه انجام داده‌اند که یک کهکشان مربوط به تنها ۷۰۰ میلیون سال پس از مه‌بانگ را نشان می‌دهد که الگوی رشد «درون به بیرون» را نشان می‌دهد.

این کهکشان آغازین اگرچه صد برابر کوچکتر از کهکشان راه شیری است، اما بلوغ شگفت انگیزی از خود نشان می‌دهد و حومه آن دارای هسته‌ای متراکم از ستاره‌ها و تشکیل ستاره‌های فعال است.

این پدیده اولین نمونه ثبت شده رشد کهکشانی «درون به بیرون» را نشان می‌دهد و کشفی است که تنها از طریق قابلیت‌های استثنایی و بی‌سابقه تلسکوپ جیمز وب ممکن شده است.

این کهکشان مانند یک شهر شلوغ با یک مرکز شهری متراکم و حومه‌های پراکنده، در قسمت هسته خود فشرده است و بیشتر ستاره‌های آن به ‌صورت فشرده در کنار هم قرار گرفته‌اند، در حالی که ستارگان جدیدتر با سرعتی شتابان در نواحی بیرونی شکل می‌گیرند.

شهر ستاره‌ها

این فرآیند تشکیل ستاره در حومه این کهکشان نشان می‌دهد که این کهکشان در حال انبساط است.

این یافته‌ها بخشی از بینش تازه‌ای در مورد چگونگی رشد و تکامل کهکشان‌ها در دوران آغازین جهان ارائه می‌دهد و به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا ابعاد جدیدی از تاریخ کیهانی را کشف کنند.

در حالی که این رصد، تصویری لحظه‌ای از یک لحظه در زمان ارائه می‌دهد، محققان به رهبری تیمی از دانشگاه کمبریج معتقدند که مطالعه کهکشان‌های مشابه می‌تواند نشان دهد که این ساختارهای آسمانی از ابرهای گازی ساده چگونه به کهکشان‌های پیچیده‌ای که امروزه مشاهده می‌کنیم، تکامل یافته‌اند.

ساندرو تاچلا(Sandro Tacchella) از آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج می‌گوید: این سوال که کهکشان‌ها چگونه در طول زمان کیهانی تکامل می‌یابند، در اخترفیزیک بسیار مهم است. ما در ۱۰ میلیون سال گذشته و برای کهکشان‌ها در گوشه‌ای از جهان، داده‌های بسیار عالی داشته‌ایم، اما اکنون با جیمز وب می‌توانیم داده‌های رصدی میلیاردها سال قبل را به دست آوریم و اولین میلیارد سال کیهانی را بررسی کنیم.

دکتر تاچلا رشد کهکشان‌ها را به یک اسکیت باز در حال چرخش تشبیه کرد و گفت: وقتی گاز از فواصل دور به داخل کشیده می‌شود، کهکشان سریعتر می‌چرخد ​​و اغلب منجر به شکل‌گیری اشکال مارپیچی یا دیسکی می‌شود.

این کهکشان اگرچه جوان است، اما هسته‌ای بسیار متراکم دارد که یادآور کهکشان‌های بیضوی عظیم امروزی است که معمولاً ۱۰۰۰ برابر بیشتر از آن ستاره دارند. جالب اینجاست که بیشتر شکل‌گیری ستاره در هسته اتفاق نمی‌افتد، بلکه در حومه آن اتفاق می‌افتد، جایی که توده‌ای از ستاره‌ها به سرعت در حال شکل‌گیری هستند.

الگوی رشد مشاهده شده در اینجا قبلاً توسط مدل‌های نظری پیش‌بینی شده بود، اما این اولین باری است که دانشمندان می‌توانند مستقیماً شاهد آن باشند.

جِرم دو برابری ظرف ۱۰ میلیون سال

محققان با استفاده از فناوری پیشرفته تلسکوپ فضایی جیمز وب، نور ساطع شده از این کهکشان را در طول موج‌های مختلف برای تخمین سن ستارگان آن، جرم آنها و سرعت تشکیل ستارگان درون آن تجزیه و تحلیل کردند و با توجه به فشردگی کهکشان، این تصاویر باید با دقت مدل‌سازی می‌شد تا اعوجاج‌های احتمالی را در نظر بگیرد.

محققان با ترکیب مدل‌هایی از جمعیت‌های ستاره‌ای، انتشار گاز و جذب غبار دریافتند که ستاره‌های قدیمی‌تر در هسته متمرکز شده‌اند، در حالی که دیسک اطراف به طور فعال ستاره‌های جدیدی را تشکیل می‌دهد.

قابل توجه است که این کهکشان تقریباً هر ۱۰ میلیون سال یک بار جرم ستاره‌ای خود را در حومه دو برابر می‌کند و این سرعتی است که بسیار بیشتر از کهکشان راه شیری است، چرا که در راه شیری ۱۰ میلیارد سال طول می‌کشد تا جرم آن دو برابر شود.

هسته متراکم و تشکیل سریع ستاره در این کهکشان نشان می‌دهد که این کهکشان، سرشار از گازی است که برای رشد آن لازم است. این می‌تواند نشان دهد که شرایط در جهان اولیه به طور قابل توجهی متفاوت از آنچه امروز می‌بینیم، بوده است و منابع کافی برای چنین شکل گیری سریع ستاره‌ای را فراهم می‌کرده است.

تاچلا با تاکید بر اهمیت این کشف، بر نیاز به مطالعه بیشتر این کهکشان تأکید می‌کند و می‌گوید: البته این فقط یک کهکشان است، بنابراین باید بدانیم کهکشان‌های دیگر در آن زمان چه می‌کردند. آیا همه کهکشان‌ها مثل این بوده‌اند؟ ما اکنون در حال تجزیه و تحلیل داده‌های مشابه از کهکشان‌های دیگر هستیم و با نگاه کردن به کهکشان‌های مختلف در طول زمان کیهانی ممکن است بتوانیم چرخه رشد را بازسازی کنیم و نشان دهیم که چگونه کهکشان‌ها امروز به اندازه نهایی خود رسیده‌اند.

این کشف یک گام مهم رو به جلو در درک ما از چگونگی شکل گیری و تکامل کهکشان‌ها در جهان اولیه است.

اخترشناسان امیدوارند با در دسترس قرار گرفتن اطلاعات بیشتر از جیمز وب به کشف اسرار رشد کهکشانی و نیروهایی که اولین ستاره‌ها و ساختارهای کیهان را شکل داده‌اند، ادامه دهند.

نتایج این پژوهش در مجله Nature Astronomy گزارش شده است.