التسمية التوضيحية: عرض فنان للمجرة BX442 ومجرة قزمها المصاحبة (أعلى اليسار). الائتمان: معهد دنلاب لعلم الفلك والفيزياء الفلكية / جو بيرجيرون
جلب ضوء النجوم القديم الذي سافر لمدة 10.7 مليار سنة مفاجأة - دليل على مجرة حلزونية قبل وقت طويل من معرفة أن المجرات اللولبية الأخرى تكونت.
قالت أليس شابلي ، أستاذة الفيزياء والفلك المشاركة في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، والمؤلفة المشاركة في دراسة نُشرت في مجلة Nature اليوم: "عندما تعود إلى الزمن المبكر إلى الكون المبكر ، تبدو المجرات غريبة حقًا ، متكتلة وغير منتظمة ، وليست متناظرة". . "تبدو الغالبية العظمى من المجرات القديمة مثل حطام القطار. كان فكرنا الأول ، لماذا هذا الفكر مختلف جدًا وجميل جدًا؟ "
تأتي المجرات اليوم بمجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام الفريدة. البعض ، مثل مجرتنا درب التبانة ، هي أقراص دوارة من النجوم والغاز تسمى المجرات اللولبية. تشبه المجرات الأخرى ، التي تسمى المجرات الإهليلجية ، الأجرام السماوية العملاقة للنجوم المحمرة القديمة التي تتحرك في اتجاهات عشوائية. ثم هناك مجموعة من المجرات الأصغر غير المنتظمة المرتبطة ببعضها بالجاذبية ولكنها تفتقر إلى أي بنية مرئية. يقول شابلي إن عددًا كبيرًا ومتنوعًا من هذه الأنواع من المجرات غير النظامية سيطر على الكون المبكر.
استغرق الضوء من هذه المجرة الحلزونية البعيدة للغاية ، التي تقطع ما يقرب من ستة تريليون ميل في السنة ، 10.7 مليار سنة للوصول إلى الأرض ؛ بعد 3 مليارات سنة فقط من إنشاء الكون في حدث يسمى الانفجار الكبير.
وفقًا لبيان صحفي صادر عن جامعة كاليفورنيا ، استخدم علماء الفلك العيون الحادة لتلسكوب هابل الفضائي للتجسس على 300 مجرة بعيدة جدًا في أوائل الكون. اعتقد العلماء في الأصل أن مجرتهم ، واحدة من أكبر المجرات في مسحهم الذي يحمل الاسم غير الجذاب لـ BX442 ، كان وهمًا ، ربما مجرتين متراكبتين على بعضهما البعض.
قال ديفيد لو ، المؤلف الرئيسي للدراسة وزميل معهد ما بعد الدكتوراه في معهد دنلاب لعلم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة تورونتو: "حقيقة وجود هذه المجرة أمر مذهل". "تقول الحكمة الحالية أن هذه المجرات اللولبية" ذات التصميم الكبير "لم تكن موجودة ببساطة في مثل هذا الوقت المبكر من تاريخ الكون". تحتوي المجرة "ذات التصميم الكبير" على أذرع لولبية بارزة جيدة التشكيل.
لفهم صورتهم بشكل أكبر ، استخدم الفلكيون أداة فريدة من نوعها وأحدث من نوعها تسمى مخطط طيف OSIRIS في W.M. مرصد كيك فوق بركان هاونا النائم في هاواي. هذه الأداة ، التي بناها الأستاذ في جامعة كاليفورنيا ، جيمس لاركين ، سمحت لهم بدراسة الضوء من حوالي 3600 موقع في وحول BX442. أعطاهم هذا الأطياف القرائن التي يحتاجون إليها لإظهار أنهم ينظرون بالفعل إلى مجرة حلزونية واحدة دوارة.
في حين أن المجرات الحلزونية وفيرة في جميع أنحاء الكون الحالي ، لم يكن هذا هو الحال دائمًا. كانت المجرات الحلزونية في أوائل الكون نادرة بسبب التفاعلات المتكررة. يقول شابلي: "يبدو أن BX442 يشبه مجرة مجاورة ، ولكن في أوائل الكون ، كانت المجرات تتصادم معًا بشكل أكثر تكرارًا". "كان الغاز يتساقط من وسط بين المجرات ونجوم التغذية التي يتم تشكيلها بمعدل أسرع بكثير مما هي عليه اليوم ؛ نمت الثقوب السوداء بمعدل أسرع بكثير أيضًا. مجلة الفضاء مملة مقارنة بهذا الوقت المبكر ".
يعتقد Shapely and Law أن لعبة شد الجاذبية بين رفيق المجرة القزم و BX442 قد تكون مسؤولة عن مظهرها المستقبلي. يظهر الرفيق كمجرد نقطة صغيرة في صورته. المحاكاة الحاسوبية التي أجرتها شارلوت كريستنسن ، طالبة ما بعد الدكتوراه في جامعة أريزونا والمؤلفة المشاركة في البحث ، تقدم أدلة على هذه الفكرة. في النهاية ، من المحتمل أن يتم دمج BX442 والمجرة الأصغر.
قال شابلي إن BX442 تمثل حلقة وصل بين المجرات المبكرة الأكثر اضطرابًا والمجرات الحلزونية الدوارة التي نراها حولنا. وقالت: "في الواقع ، قد تبرز هذه المجرة أهمية تفاعلات الاندماج في أي عصر كوني في إنشاء هيكل حلزوني ضخم".
وأضافت أن دراسة BX442 من المحتمل أن تساعد الفلكيين على فهم كيف تشكل المجرات اللولبية مثل درب التبانة.
التسمية التوضيحية 2: HST / Keck صورة مركبة ملونة زائفة للمجرة BX442. الائتمان: ديفيد لو / معهد دنلاب لعلم الفلك والفيزياء الفلكية
