يقول علماء الفلك إن إحدى أكثر المجرات البعيدة التي تم رصدها على الإطلاق تدور على الأرجح. اكتشف فريق دولي بقيادة Tsuyoshi Tokuoka من جامعة واسيدا باليابان الحركة باستخدام الملاحظات من مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / أقل من المليمترات (ALMA) في تشيلي. تقدم النتيجة رؤى جديدة مهمة حول تطور المجرات المشكلة حديثًا ويمكن أن توفر إرشادات مفيدة للملاحظات القادمة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).
عندما بدأت المجرات في التكون ، كان الكون في "عصوره المظلمة" - وهي الفترة التي كانت فيها كل المادة تقريبًا باردة وشفافة. عندما انهارت المادة تحت تأثير الجاذبية ، تشكلت المجرات ، وبدأت تشكل النجوم في مراكز المجرات الوليدة وأطلقت ما يسمى بـ "حقبة إعادة التأين" التي أنهت العصور المظلمة. من هناك ، انتشر تشكيل النجوم إلى أقراص مجرية دوارة ، حيث توجد النجوم الأحدث الآن.
لا يزال لدى علماء الفلك الكثير لتعلمه عن الفيزياء التي حكمت هذه المجرات القديمة. لإلقاء ضوء جديد على هذه الأسئلة ، بما في ذلك أصول دوران المجرة ، تحولت Tokuoka وزملاؤها إلى الملاحظات من ALMA. أحدثت هذه الأداة ثورة في مراقبة المجرات البعيدة شديدة الانزياح نحو الأحمر ، وذلك بسبب الدقة المكانية والترددية المثيرة للإعجاب.
في أحدث دراسة ، استخدم الباحثون ALMA لدراسة MACS1149-JD1: مجرة ذات عدسة جاذبية تقع على بعد أكثر من 10 مليارات سنة ضوئية ، مما يجعلها واحدة من أبعد الأجسام التي تم تأكيدها على الإطلاق. من خلال التحليل الطيفي ، اكتشف علماء الفلك أن JD1 تحتوي على مجموعة من النجوم يبلغ عمرها حوالي 300 مليون سنة ، مما يضع أصولها جيدًا داخل العصور المظلمة للكون - بعد 270 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.
انزياحات حمراء مختلفة
فحص الفريق الأطوال الموجية المميزة المنبعثة من الأكسجين المتأين المزدوج (O III) في JD1. يوجد هذا الغاز على نطاق واسع في بقايا المستعرات الأعظمية ، مما يجعله مكونًا رئيسيًا للمادة في الوسط البينجمي. بفضل دقة ALMA ، تمكن الفريق من تحديد الاختلافات في الانزياح الأحمر لانبعاثات O III في أجزاء مختلفة من المجرة. كشف هذا عن تدرج في سرعة المادة في الوسط البينجمي لـ JD1 - حيث يظهر جانب واحد من المجرة انزياحًا أحمر مختلفًا بشكل واضح.
استوفت هذه الملاحظة تقريبًا جميع المعايير التي يجب تلبيتها لتأكيد دوران المجرة ، مما يجعلها أقرب مثال على قرص دوار تم اكتشافه على الإطلاق. كانت سرعة دورانها أيضًا أبطأ بكثير مما تم العثور عليه في المجرات الأخرى ، بما في ذلك مجرتنا - مما يشير إلى أن الحركة الدورانية لـ JD1 لا تزال في مراحلها الأولى.
دراسة دوران المجرات تستبعد الجاذبية المعدلة ، أم تفعل ذلك؟
النتيجة الموضحة في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية، يعني أن الفلكيين لديهم سجل لسرعات دوران المجرات يمتد على 95٪ من إجمالي تاريخ الكون ، وهو ما يقول أعضاء الفريق إنه خطوة مهمة في فهم كيفية تطور الخصائص الفيزيائية للمجرات. يأمل توكووكا وزملاؤه الآن أن يتم الرد على العديد من الأسئلة المتبقية قريبًا بمساعدة JWST ، والتي من شأنها أن تمكنهم من تحديد أعمار مجموعات نجمية معينة داخل المجرة.
