تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بار دیگر رکورد شکنی کرده است؛ اینبار با کشف دورترین کهکشان شناختهشده تاکنون، که تنها ۲۸۰ میلیون سال پس از مهبانگ (Big Bang) میدرخشیده است.
این کهکشان با نام MoM-z14 (که به شوخی میتوان گفت «مادرت اینقدر پیر است که...») توسط JWST در چارچوب پروژهای به نام Mirage (یا Miracle) کشف شده است؛ برنامهای که هدف آن تأیید هویت کهکشانهای نخستین است. مقدار انتقال به سرخ (redshift) این کهکشان z = 14.4 است، به این معنا که نور آن بیش از ۱۴ برابر کش آمده و اطلاعاتی درباره سن و فاصله آن از ما ارائه میدهد. تیمی از پژوهشگران به رهبری روهان نایدو از MIT، نتایج خود را در پایگاه پیشچاپ arXiv منتشر کرده و برای چاپ در Open Journal of Astrophysics ارسال کردهاند.
نکته جالب این است که MoM-z14 صرفاً لکهای تار نیست؛ بلکه نوری شگفتانگیز از خود ساطع میکند، ویژگیای که در یافتههای اخیر JWST به یک الگو تبدیل شده است. این کهکشان حالا به طبقهای عجیب از کهکشانهای جوان و بسیار درخشان پیوسته که از آنها انتظار چنین روشناییای نمیرفت. کهکشانی دیگر به نام JADES-GS-z14-0 که در پیمایشی جداگانه کشف شد، اخترشناسان را با اندازه و درخشندگیاش شگفتزده کرد؛ این کهکشان ۱۶۰۰ سال نوری گستردگی دارد و صدها میلیون جرم خورشیدی را در خود جای داده است.
مانند JADES-GS-z14-0، کهکشان MoM-z14 نیز بهنظر نمیرسد که درخشش خود را از یک سیاهچاله ابرپرجرم گرفته باشد، بلکه این نور از جمعیتهای فشردهای از ستارگان جوان و درخشان سرچشمه میگیرد. این میزان روشنایی، مدلهای فعلی درباره سرعت شکلگیری ستارگان و کهکشانها در آغاز جهان را به چالش میکشد.
دید مادون قرمز تلسکوپ JWST بهمراتب فراتر از تواناییهای تلسکوپهای پیشین مانند هابل و اسپیتزر است و به دانشمندان امکان میدهد نهتنها کهکشانهای آغازین را تشخیص دهند، بلکه ساختار و ترکیب آنها را با جزئیاتی غیرمنتظره بررسی کنند.
برای مثال، کهکشان EGS23205 که توسط هابل و JWST دیده شده بود، در تصاویر قدیمی بسیار کمنور و بدون ویژگی خاصی بهنظر میرسید. اما JWST نواری ستارهای (stellar bar) در مرکز آن را بهوضوح نمایان کرد؛ کشفی که این فرضیه را به چالش میکشد که کهکشانهای مارپیچی و ساختارهای پیچیدهشان میلیاردها سال طول میکشند تا شکل بگیرند.
عدسی گرانشی (gravitational lensing) نیز در این مسیر کمک بزرگی است. در مورد کهکشانهای باستانی کشفشده نزدیک خوشه Abell 2744 (ملقب به “خوشه پاندورا”)، نور کهکشانهای اولیه—برخی تنها ۳۵۰ میلیون سال پس از مهبانگ—توسط جرم بینابینی خم شده و بزرگنمایی میشود، و به اخترشناسان این امکان را میدهد که اجرام کیهانی آغازین را مشاهده کنند که در غیر اینصورت ناپیدا میماندند. این منابع نوری کمفروغ که با گرانش عظیم خوشه بزرگنمایی شدهاند، نگاهی صمیمی به جهان اولیه فراهم میآورند و اکنون بخشی حیاتی از نجوم میدانعمیق بهشمار میروند.
ترکیب شیمیایی MoM-z14 هم پیچیدگی دیگری به داستان کیهان میافزاید: این کهکشان سرشار از نیتروژن نسبت به کربن است—ویژگیای که با خوشههای کروی باستانی اطراف کهکشان راه شیری مشترک است؛ خوشههایی که احتمالاً زمانی میزبان ستارگان فوقالعاده پرجرم بودهاند. این شباهت نشان از پیوستگی محیطهای ستارهزا در طول بیش از ۱۳ میلیارد سال دارد.
این مسئله شاید بخشی از یک روند گستردهتر نیز باشد—مقاله به شکافی میان کهکشانهای اولیه اشاره میکند: گروهی متراکم و غنی از نیتروژن مانند MoM-z14، و گروهی پراکنده و فقیر از نیتروژن. دستهی اول شاید نوع جدیدی از «نقاط قرمز کوچک» (Little Red Dots) را تشکیل دهند که مملو از سرنخهایی درباره نخستین انفجارهای ستارهسازی در جهان هستند.
هرچند رصدخانههای آینده مانند تلسکوپ فضایی رومن ممکن است کهکشانهای آغازین بیشتری را آشکار کنند، اما JWST تاکنون خط زمانی شکلگیری کهکشانها را بازنویسی کرده است. با توجه به سرعت کنونی کشفیاتش، تقریباً قطعی است که بزودی رکورد خودش را دوباره خواهد شکست.