يرصد تلسكوب ويب الأجسام شديدة السطوع. لا ينبغي أن يكونوا هناك.

لم يقم العلماء ببناء تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمجرد العثور على إجابات. لقد بحثوا عن أسئلة وألغاز جديدة.

وقد وجدوا للتو آخر.

باستخدام تلسكوب ويب للنظر مرة أخرى إلى الفترات الأولى للكون، اكتشف الباحثون حفنة من بعض الأجسام الأكثر سطوعًا في الكون -الكوازارات- تنجرف في الفراغات الفارغة في الفضاء، معزولة عن المجرات الأخرى. هذا غريب. الكوازارات هي ثقوب سوداء في مراكز المجرة، أضخم من الشمس بملايين إلى مليارات المرات، وتطلق دفعات قوية من الطاقة إلى الفضاء (من المواد التي تسقط باتجاه الثقوب السوداء أو تدور بسرعة حولها). وكانت النظرية السائدة والمنطقية هي أن مثل هذه الأجسام الضخمة والجائعة لا يمكن أن تتشكل إلا في مناطق المادة الكثيفة.

ولكن هذا ليس هو الحال دائما.

“خلافًا للاعتقاد السابق، نجد في المتوسط ​​أن هذه النجوم الزائفة ليست بالضرورة في تلك المناطق ذات الكثافة الأعلى في الكون المبكر. ويبدو أن بعضها يجلس في منتصف اللامكان،” آنا كريستينا إيلرز، عالمة الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. وقال الذي قاد البحث في بيان. “من الصعب شرح كيف يمكن لهذه النجوم الزائفة أن تنمو بشكل كبير إذا بدا أنها لا تملك شيئًا تتغذى منه.”

تم نشر البحث مؤخرًا في مجلة علمية تسمى مجلة الفيزياء الفلكية.

في الصورة أدناه، يمكنك رؤية أحد هذه الكوازارات المعزولة، محاطًا بدائرة باللون الأحمر. ويتوقع علماء الفلك العثور على أشباه النجوم وسط مناطق تتدفق مع المجرات الأخرى. وهناك، يمكن لخيرات المادة الكونية أن تدعم خلق مثل هذه الأجسام العملاقة والمضيئة. (في الواقع، “يتفوق ضوء الكوازار على ضوء جميع النجوم في المجرة المضيفة مجتمعة”، كما توضح وكالة ناسا).

في هذا البحث، سعى علماء الفلك إلى رؤية بعض أقدم الأجسام في الكون، والتي تم إنشاؤها بعد حوالي 600 إلى 700 مليون سنة من الانفجار الكبير. ومن أجل المنظور، فإن نظامنا الشمسي لن يتشكل قبل 8.5 مليار سنة أخرى أو نحو ذلك.

يلتقط تلسكوب ويب، الذي يدور على بعد مليون ميل من الأرض، ضوءًا خافتًا وممتدًا للغاية كما كان موجودًا منذ دهور. هذا الضوء يصل إلينا الآن.

وقال إيلرز: “إنه أمر استثنائي أن لدينا الآن تلسكوبًا يمكنه التقاط الضوء منذ 13 مليار سنة بمثل هذا القدر من التفاصيل”. “لأول مرة، مكننا تلسكوب جيمس ويب الفضائي من النظر إلى بيئة هذه النجوم الزائفة، حيث نشأت، وكيف كان شكل الحي الذي تعيش فيه.”

“إنه أمر استثنائي أن لدينا الآن تلسكوبًا يمكنه التقاط الضوء منذ 13 مليار سنة بتفاصيل كثيرة.”

لا يتعلق هذا المأزق الكوني الأخير فقط بكيفية تشكل هذه النجوم الزائفة في عزلة، بل بكيفية تشكلها بهذه السرعة. وقال إيلرز: “السؤال الرئيسي الذي نحاول الإجابة عليه هو كيف تتشكل هذه الثقوب السوداء التي تبلغ كتلتها مليار كتلة شمسية في وقت لا يزال فيه الكون فتيًا حقًا؟ إنه لا يزال في مهده”.

على الرغم من أن تلسكوب ويب مصمم للنظر من خلال السحب الكثيفة من الغبار والغاز في الكون، إلا أن الباحثين يقولون إنه من الممكن أن تكون هذه النجوم الزائفة الغامضة في الواقع محاطة بالمجرات، لكن المجرات مغطاة. لمعرفة ذلك، من الضروري إجراء المزيد من المراقبة باستخدام Webb.

رسم توضيحي فني لتلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي يراقب الكون على بعد مليون ميل من الأرض.
حقوق الصورة: NASA-GSFC / Adriana M. Gutierrez (CI Lab)

قدرات تلسكوب ويب القوية

تم تصميم تلسكوب ويب – وهو عبارة عن تعاون علمي بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية – للتعمق في أعمق الكون والكشف عن رؤى جديدة حول الكون المبكر. كما أنها تدرس الكواكب المثيرة للاهتمام في مجرتنا، إلى جانب الكواكب والأقمار في نظامنا الشمسي.

وإليك كيفية تحقيق Webb لمآثر لا مثيل لها، ومن المرجح أن يفعل ذلك لعقود قادمة:

– المرآة العملاقة: يبلغ عرض مرآة ويب، التي تلتقط الضوء، أكثر من 21 قدمًا. وهذا أكبر بمرتين ونصف من مرآة تلسكوب هابل الفضائي. يتيح التقاط المزيد من الضوء لويب رؤية المزيد من الأشياء القديمة البعيدة. وينظر التلسكوب إلى النجوم والمجرات التي تشكلت منذ أكثر من 13 مليار سنة، أي بعد بضع مئات الملايين من السنين من الانفجار الكبير. قال جان كريتون، عالم الفلك ومدير القبة السماوية مانفريد أولسون في جامعة ويسكونسن-ميلووكي، لموقع ماشابل في عام 2021: “سنرى النجوم والمجرات الأولى التي تشكلت على الإطلاق”.

– عرض الأشعة تحت الحمراء: على عكس هابل، الذي يرى الضوء المرئي لنا إلى حد كبير، فإن ويب هو في المقام الأول تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء، مما يعني أنه يرى الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء. وهذا يسمح لنا برؤية المزيد من الكون. الأشعة تحت الحمراء لديها أطول الأطوال الموجية من الضوء المرئي، وبالتالي فإن موجات الضوء تنزلق بكفاءة أكبر عبر السحب الكونية؛ لا يصطدم الضوء في كثير من الأحيان بهذه الجزيئات المكتظة بكثافة ولا ينتشر بها. في نهاية المطاف، يمكن لبصر ويب بالأشعة تحت الحمراء أن يخترق الأماكن التي لا يستطيع هابل اختراقها.

قال كريتون: “إنه يرفع الحجاب”.

– النظر إلى الكواكب الخارجية البعيدة: تلسكوب ويب يحمل معدات متخصصة تسمى أجهزة قياس الطيف من شأنها أن تحدث ثورة في فهمنا لهذه العوالم البعيدة. يمكن للأدوات فك رموز الجزيئات (مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان) الموجودة في أجواء الكواكب الخارجية البعيدة، سواء كانت عمالقة غازية أو عوالم صخرية أصغر. ينظر ويب إلى الكواكب الخارجية في مجرة ​​درب التبانة. من يعرف ماذا سنجد؟

“قد نتعلم أشياء لم نفكر فيها أبدًا” مرسيدس لوبيز موراليس، باحثة في الكواكب الخارجية وعالمة فيزياء فلكية في مركز الفيزياء الفلكية-هارفارد وسميثسونيانوقال ماشابل في عام 2021.

لقد نجح علماء الفلك بالفعل في العثور على تفاعلات كيميائية مثيرة للاهتمام على كوكب يبعد 700 سنة ضوئية، وبدأوا في النظر إلى أحد أكثر الأماكن المتوقعة في الكون: الكواكب الصخرية ذات الحجم الأرضي في النظام الشمسي TRAPPIST.