تم التقاط تحليل المجرات البعيدة بواسطة وكالة ناسا تلسكوب جيمس ويب الفضائي يكشف عن صغر سنهم ويظهرون أوجه تشابه ملحوظة مع نوع نادر من المجرات الصغيرة المعروفة باسم « البازلاء الخضراء » الموجودة في الفناء الخلفي الكوني.

« من خلال البصمات الكيميائية التفصيلية لهذه المجرات المبكرة ، نرى أنها تشتمل على أكثر المجرات بدائية التي تم تحديدها حتى الآن. قال جيمس رودس ، عالم الفيزياء الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، الذي قدم النتائج في الاجتماع 241 للجمعية الفلكية الأمريكية في سياتل.


تم نشر ورقة تصف النتائج ، بقيادة رودس ، مؤخرًا في ال رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

تم اكتشاف مجرات البازلاء الخضراء وتسميتها في عام 2009 من قبل متطوعين يشاركون في حديقة حيوان جالاكسي ، وهو مشروع يساعد فيه العلماء المواطنون في تصنيف المجرات في الصور ، بدءًا من تلك الموجودة في مسح سلون الرقمي للسماء. برزت البازلاء كنقاط صغيرة ، مستديرة ، لم يتم حلها مع ظل أخضر واضح ، نتيجة لكل من الألوان المخصصة لمرشحات مختلفة في الصور المركبة للمسح وخاصية المجرات نفسها.

ألوان مجرات البازلاء الخضراء غير معتادة لأن جزءًا كبيرًا من ضوءها يأتي من غيوم غازية متوهجة. تبعث الغازات الضوء بأطوال موجية محددة – على عكس النجوم ، التي تنتج طيفًا مستمرًا يشبه قوس قزح. البازلاء هي أيضًا مضغوطة تمامًا ، عادةً ما تكون فقط حوالي 5000 سنة ضوئية أو حوالي 5 ٪ من حجمنا درب التبانة المجرة.


قال كيونهو كيم ، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة سينسيناتي وعضو فريق التحليل: « قد تكون البازلاء صغيرة ، لكن نشاطها في تكوين النجوم يكون مكثفًا بشكل غير عادي بالنسبة لحجمها ، لذا فهي تنتج ضوءًا فوق بنفسجيًا ساطعًا ». « بفضل الصور فوق البنفسجية للبازلاء الخضراء من هابل والبحوث الأرضية حول مجرات تشكل النجوم المبكرة ، من الواضح أنهما يشتركان في هذه الخاصية. »

في يوليو 2022 ، أصدرت وكالة ناسا وشركاؤها في مهمة ويب أعمق وأدق صورة الأشعة تحت الحمراء للكون البعيد التي شوهدت حتى الآن.، تلتقط آلاف المجرات داخل وخلف عنقود يعرف باسم SMACS 0723. كتلة العنقود تجعله عدسة جاذبية ، والتي تكبر وتشوه مظهر المجرات الخلفية. من بين المجرات الخافتة خلف الكتلة ، كانت هناك ثلاثة أجسام مضغوطة تعمل بالأشعة تحت الحمراء تبدو وكأنها من أقرباء البازلاء الخضراء. تم تكبير أبعد هذه المجرات الثلاث بنحو 10 مرات ، مما يوفر مساعدة كبيرة من الطبيعة فوق قدرات التلسكوب غير المسبوقة.

قام Webb بأكثر من تصوير المجموعة – إنها مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) التقطت الأداة أيضًا أطياف مجرات مختارة في المشهد. عندما فحص رودز وزملاؤه هذه القياسات وصححواها من أجل امتداد الطول الموجي الناتج عن توسع الفضاء ، رأوا سمات مميزة تنبعث من الأكسجين والهيدروجين والنيون في تشابه مذهل مع تلك التي شوهدت من البازلاء الخضراء القريبة.

بالإضافة إلى ذلك ، أتاحت أطياف Webb قياس كمية الأكسجين في مجرات الفجر الكوني هذه لأول مرة.


عندما تنتج النجوم الطاقة ، فإنها تحول العناصر الأخف مثل الهيدروجين والهيليوم إلى عناصر أثقل. عندما تنفجر النجوم أو تفقد طبقاتها الخارجية في نهاية حياتها ، يتم دمج هذه العناصر الأثقل في الغاز الذي يشكل الأجيال النجمية التالية ، وتستمر العملية. على مدى التاريخ الكوني ، أثرت النجوم الكون بثبات.

تحتوي اثنتان من مجرات ويب على أكسجين بنسبة 20٪ تقريبًا من مستوى مجرتنا درب التبانة. إنها تشبه البازلاء الخضراء النموذجية ، والتي تشكل مع ذلك أقل من 0.1٪ من المجرات القريبة التي لاحظها مسح سلون. المجرة الثالثة التي تمت دراستها هي أكثر غرابة.

قالت سانجيتا مالهوترا ، باحثة جودارد: « نحن نرى هذه الأشياء كما كانت موجودة منذ ما يصل إلى 13.1 مليار سنة ، عندما كان عمر الكون حوالي 5٪ من عمره الحالي ». ونرى أنها مجرات شابة بكل معنى الكلمة – مليئة بالنجوم الفتية والغازات المتوهجة التي تحتوي على القليل من المنتجات الكيميائية المعاد تدويرها من النجوم السابقة. في الواقع ، تحتوي إحداها على 2٪ فقط من الأكسجين الموجود في مجرة ​​مثل مجرتنا وقد تكون أكثر المجرات بدائية كيميائيًا التي تم التعرف عليها حتى الآن « .

المرجع: « Finding Peas in the Early Universe with JWST » بقلم جيمس إي رودس ، إيزاك جي بي وولد ، سانتوش هاريش ، كيونو جي كيم ، جون فارو ، سانجيتا مالهوترا ، أوستن غابرييلبيلاي ، تيانشينغ جيانغ وهوان يانغ ، 3 يناير 2023 ، رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / acaaaf



تم بناء NIRSpec لصالح ESA بواسطة Airbus Industries. مصفوفتها التي تضم ما يقرب من نصف مليون مصراع صغير – أبواب صغيرة يمكن فتحها أو إغلاقها للسماح للضوء أو حجبه – تسمح لها بالتقاط أطياف تصل إلى 100 كائن فردي في وقت واحد. تم تصنيع مصفوفة microshutter وأنظمة الكاشف الفرعية بواسطة ناسا.

ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وهي مهمة دولية بقيادة ناسا مع شركائها ESA و CSA (وكالة الفضاء الكندية) ، هي المرصد الأول لعلوم الفضاء في العالم. يشرف مقر ناسا على مهمة مديرية المهام العلمية بالوكالة. يدير مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا Webb للوكالة ويشرف على العمل في المهمة التي يؤديها معهد علوم تلسكوب الفضاء ونورثروب جرومان وشركاء البعثة الآخرين. بالإضافة إلى جودارد ، ساهمت العديد من مراكز ناسا في المشروع ، بما في ذلك مركز جونسون للفضاء التابع للوكالة في هيوستن ، ومختبر الدفع النفاث في جنوب كاليفورنيا ، ومركز مارشال لرحلات الفضاء في هنتسفيل ، ألاباما ، ومركز أبحاث أميس في وادي السيليكون بكاليفورنيا ، وغيرها.