کهکشان های غول پیکری که امروز در کیهان می بینیم، از جمله کهکشان راه شیری خودمان، در ابتدا بسیار کوچکتر بودند. ادغام در طول 13.7 میلیارد سال جهان به تدریج کهکشان های عظیم امروزی را جمع آوری کرد. اما ممکن است آنها به عنوان خوشه های ستاره ای معمولی شروع شده باشند.
در تلاش برای درک اولین کهکشان‌ها، JWST در حال بررسی نور باستانی آنها برای سرنخ‌هایی در مورد چگونگی عظیم شدن آنهاست.
JWST می‌تواند به‌طور مؤثر در زمان‌های گذشته را ببیند، زمانی که کیهان تنها حدود 5 درصد به اندازه سن کنونی بود. در آن گذشته دور، ساختارهایی که در نهایت به بزرگی کهکشان راه شیری و حتی بزرگ‌تر می‌شدند، تنها حدود 1/10000م جرم فعلی بودند.
تلسکوپ فضایی مادون قرمز قدرتمند چه سرنخ هایی را می تواند فاش کند که به ما نشان دهد کهکشان ها چگونه اینقدر بزرگ شدند؟
یک مقاله جدید مشاهدات JWST از یک کهکشان در انتقال به قرمز z ~ 8.3. در این انتقال به سرخ، نور بیش از 13 میلیارد سال سفر کرده و سفر خود را تنها 600 میلیون سال پس از آن آغاز کرده است. مهبانگ.
این کهکشان به نام Firefly Spark حاوی شبکه ای از خوشه های ستاره ای عظیم است که شواهدی از چگونگی رشد کهکشان ها هستند.
کاغذ است “یک جرقه کرم شب تاب: اولین مراحل مونتاژ یک کهکشان از نوع راه شیری در جهان 600 میلیون ساله.نویسنده اصلی لامیا مولا، ستاره شناس رصدی و استادیار فیزیک و نجوم در کالج ولزلی است.این مقاله در مرحله پیش چاپ است و هنوز توسط همتایان بررسی نشده است.
Firefly Sparkle یک مطالعه موردی بی‌سابقه از یک کهکشان شبیه راه شیری را در اولین مراحل جمع‌آوری آن در کیهانی با قدمت ۶۰۰ میلیون سال ارائه می‌کند.
از مولا و همکاران. 2024
علیرغم قدرت JWST، این کهکشان دور و باستانی تنها از طریق عدسی گرانشی یک خوشه کهکشانی عظیم در پیش زمینه قابل مشاهده است. این لنز باعث میشود که Firefly Sparkle شبیه یک رنگین کمان باشد. دو کهکشان دیگر نیز در این نزدیکی هستند، به نام های Firefly BF (بهترین دوست) و Firefly NBF (بهترین دوست جدید).
نویسندگان نوشتند: «فایرفلای اسپارکل نشانه‌های مورد انتظار از یک کهکشان نوع راه شیری را که در اولین و غنی‌ترین مرحله شکل‌گیری آن از گاز گرفته شده است را نشان می‌دهد.
جرم کهکشان جوان در 10 خوشه متمرکز شده است که از حدود 200000 جرم خورشید تا 630000 جرم خورشید متغیر است. به گفته نویسندگان، این خوشه ها “مرز بین کهکشان های کم جرم و خوشه های کروی با جرم بالا را در بر می گیرند.”
این خوشه ها مهم هستند زیرا سرنخ هایی از چگونگی رشد کهکشان هستند. محققان توانستند سن خوشه ها و تاریخچه تشکیل ستاره آنها را تخمین بزنند. آنها دریافتند که در همان زمان یک انفجار ستاره‌زایی را تجربه کردند.
سن خوشه‌ها نشان می‌دهد که آنها از نظر گرانشی با تاریخچه‌های ستاره‌زایی پیوند خورده‌اند که نشان‌دهنده یک ستاره‌باران اخیر است، که احتمالاً در اثر تعامل با یک کهکشان همراه در همان جابه‌جایی به سرخ در فاصله پیش‌بینی‌شده‌ای ~ 2 کیلو بر ثانیه از فایرفلای اسپارکل ایجاد شده است.
دو نامزد برای کهکشان در حال تعامل وجود دارد: فایرفلای بهترین دوست (BF) و فایرفلای بهترین دوست جدید (NBF). اما NBF حدود 13 kpcs دورتر است، در حالی که BF در حدود دو kpcs فاصله دارد، که BF را به یک متقابل احتمالی تبدیل می‌کند.
«ویژگی‌های ضعیف با روشنایی سطح کم در گوشه‌های همسایه کمان دیده می‌شوند که به تعامل احتمالی بین دو کهکشان اشاره می‌کند.
محققان توجه ویژه ای به خوشه مرکزی داشتند. آنها دریافتند که درجه حرارت بسیار بالا در حدود 40000 کلوین (40000 درجه سانتیگراد؛ 72000 فارنهایت) است. همچنین دارای یک ویژگی جرم اولیه در سطح بالایی است، سیگنالی که در یک محیط بسیار فقیر از فلز تشکیل شده است.
این مشاهدات و سایر شواهد نشان می دهد که فایرفلای اسپارکل به احتمال زیاد مولد کهکشان هایی مانند کهکشان ماست. نویسندگان می نویسند، به این دلایل، «… Firefly Sparkle یک مطالعه موردی بی سابقه از یک کهکشان شبیه راه شیری در اولین مراحل جمع آوری آن در جهانی تنها 600 میلیون سال ارائه می دهد.
خوشبختانه، محققان پشت این نتایج یک شبیه‌سازی ابررایانه قدرتمند برای مقایسه مشاهدات دارند. نامیده میشود Illustris TNG. این یک شبیه‌سازی مگنتوهیدرودینامیکی کیهانی عظیم است که بر اساس یک مدل فیزیکی جامع از جهان است.
Illustris TNG سه آزمایش به نام‌های TNG50، TNG 100 و TNG 300 انجام داد. محققان نتایج خود را با TNG 50 مقایسه کردند.
یافتن این خوشه های ستاره ای باستانی جالب است، اما نمی توانیم فرض کنیم که آنها دست نخورده باقی بمانند. نیروهای جزر و مدی و تبخیری در کار هستند. نویسندگان پایداری خوشه‌های ستاره‌ای منفرد و نحوه عملکرد آنها در طول زمان را بررسی می‌کنند.
نویسندگان توضیح می‌دهند: «انتظار می‌رود که بیشتر این خوشه‌های ستاره‌ای تا کیهان کنونی زنده بمانند و منبسط شوند و سپس از هم جدا شوند و دیسک و هاله ستاره‌ای کهکشان را تشکیل دهند.»
“تنها راه برای زنده ماندن آنها پرتاب شدن در فواصل بسیار دور از میدان جزر و مدی متراکم کهکشان است.”
یکی از اهداف علمی اولیه JWST مطالعه چگونگی شکل گیری و تکامل کهکشان ها در کیهان اولیه است. با یافتن یکی که در آن خوشه ها هنوز در حال شکل گیری هستند، تلسکوپ فضایی به هدف خود می رسد.
نویسندگان نتیجه می‌گیرند: «فایرفلای اسپارکل یکی از اولین مشاهدات اسپکتروفتومتری JWST از یک کهکشان عدسی افراطی است که با جابه‌جایی‌های قرمز زیاد، خوشه‌هایی که به جای مشاهده در دوره‌های بعدی در حال شکل‌گیری هستند، نشان می‌دهد».
این مقاله در ابتدا توسط کیهان امروز. ادامه مطلب مقاله اصلی.
