به گزارش برنا، یک تصویر می‌تواند دنیایی از اطلاعات را در خود جای دهد. تصویری تازه از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) منظره‌ای شلوغ و حیرت‌انگیز از ستارگان و کهکشان‌ها را به نمایش می‌گذارد؛ هر یک از این اجرام آسمانی، روایتی تازه از تاریخ کیهان را روایت می‌کنند.
به گزارش earth در این نمای باشکوه اجرامی از فواصل نزدیک تا بسیار دور دیده می‌شوند؛ اجرامی که نور آنها میلیارد‌ها سال را در زمان کیهانی طی کرده تا به ما برسد.
گروه تحقیقاتی COSMOS-Web به سرپرستی قاسم گزل‌یاصل از دانشگاه هلسینکی، تمرکز خود را بر پرتراکم‌ترین ناحیه این تصویر گذاشته‌اند؛ جایی در مرکز قاب که خوشه‌ای از کهکشان‌ها با درخشش سفید-طلایی خود خودنمایی می‌کند.
کشف کهکشان‌هایی ناشناخته با تلسکوپ جیمز وب
دانشمندان برای توصیف فاصله‌هایی این‌چنین عظیم از اصطلاح «سال نوری» استفاده می‌کنند؛ واحدی که مسافتی در حدود ۹.۴۶ تریلیون کیلومتر را نشان می‌دهد. از آنجا که نور برای رسیدن به ما زمان صرف می‌کند، ابزار‌هایی مانند وب این امکان را فراهم کرده‌اند که به گذشته‌های بسیار دور کیهان نگاه کنیم.
اگرچه تلسکوپ فضایی هابل و دیگر رصدخانه‌ها تاکنون در نقشه‌برداری از آسمان‌های عمیق مشارکت داشته‌اند، اما آشکارساز‌های فروسرخ وب ساختار‌هایی را نمایان کرده‌اند که پیش‌تر هرگز قابل مشاهده نبودند.
رصد چنین تعداد متنوعی از کهکشان‌ها در یک ناحیه کوچک به پژوهشگران کمک می‌کند تا فرایند تکامل این شهر‌های ستاره‌ای عظیم را در طول زمان کیهانی دنبال کنند.
پویایی خوشه‌های کهکشانی تازه
بیش از نیمی از کهکشان‌های جهان در گروه‌ها یا خوشه‌هایی قرار دارند و این ساختار‌ها نقشی کلیدی در درک چگونگی تکامل کهکشان‌ها ایفا می‌کنند. هنگامی که کهکشان‌ها در چنین نزدیکی به یکدیگر قرار دارند، نیرو‌های گرانشی می‌توانند شکل آنها را تغییر داده یا باعث ادغام آنها شوند.
بسیاری از گروه‌های کهکشانی مشاهده‌شده در نمونه COSMOS-Web احتمالاً نتیجه تعاملات گذشته‌اند؛ تعاملاتی که تاریخچه آنها را برای همیشه تغییر داده‌اند و منجر به برخورد یا انفجار‌های تازه ستاره‌زایی شده‌اند.
برخی از این گروه‌ها آن‌چنان عظیم هستند که مسیر نور اجرام پشت سر خود را به‌طور قابل توجهی منحرف می‌کنند.
پژوهشگران با بررسی این سیستم‌ها، الگو‌هایی را شناسایی می‌کنند که به درک بهتر از توزیع ماده در گستره‌های عظیم فضا کمک می‌کند.
کهکشان‌ها در محیط‌های شلوغ
وقتی کهکشان‌ها در محیط‌های متراکم مانند خوشه‌ها زندگی می‌کنند، محیط اطرافشان گاز‌های بخش بیرونی آنها را از بین می‌برد. این فرایند که "فشار رم" یا Ram Pressure Stripping نام دارد، باعث کاهش توانایی آنها در شکل‌گیری ستارگان جدید می‌شود و فرآیند پیری را تسریع می‌کند.
در برخی موارد، کهکشان‌هایی که از مرکز چگال گروه عبور می‌کنند، بر اثر گرانش از هم می‌پاشند یا با کهکشان‌های مجاور برخورد می‌کنند. این رویداد‌ها معمولاً باعث انفجار‌های ناگهانی ستاره‌زایی یا تغییر شکل کامل کهکشان می‌شوند.
به مرور زمان، شرایط درون خوشه‌ها، مسیر تکامل هر عضو را تعیین می‌کند.
ردیابی درخشش اجرام باستانی
داده‌های پرتوی ایکس که توسط تلسکوپ‌های قدیمی‌تر جمع‌آوری شده‌اند، ابر‌های داغ گازی را در این گروه‌های کهکشانی نمایان می‌سازند؛ گاز‌هایی که بدون ابزار‌های تخصصی قابل دیدن نیستند.
در همین حال، تصاویر مرئی و فروسرخ تلسکوپ هابل، ستارگان کهکشان‌های نزدیک‌تر و هسته‌های درخشان کهکشان‌های دورتر را ثبت می‌کنند.
تلسکوپ وب فراتر می‌رود و درخشش بسیار کم‌نور اجرام باستانی را در طول‌موج فروسرخ آشکار می‌کند؛ اجرامی که احتمالاً از چشم سایر ابزار‌ها پنهان می‌مانند.
دانشمندان با مقایسه این داده‌ها، اطلاعاتی درباره فاصله، شکل، و محتوای ستاره‌ای هر کهکشان به دست می‌آورند. ستارگان جوان به رنگ آبی درخشان می‌تابند، در حالی که ستارگان پیرتر در طیف قرمز می‌درخشند.
گروه COSMOS-Web توضیح می‌دهد: «هرچه کهکشانی دورتر باشد، رنگ آن قرمزتر به نظر می‌رسد.» این تغییرات رنگی به تأیید سن اجرام و نرخ ستاره‌زایی در دوره‌های مختلف کیهانی کمک می‌کند.
طرح COSMOS-Web منطقه‌ای به وسعت ۰.۵۴ درجه مربع از آسمان را پوشش می‌دهد. گرچه این مساحت ممکن است کوچک به نظر برسد، اما بیش از دو برابر سطح سه قرص کامل ماه است که کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.
این برنامه ۲۵۵ ساعته از دوربین فروسرخ نزدیک تلسکوپ وب (NIRCam) برای گردآوری داده‌هایی استفاده می‌کند که می‌توانند پایه مطالعات متعددی در زمینه شکل‌گیری کهکشان‌ها، ماده تاریک و ستاره‌زایی قرار گیرند.
یکی از اهداف اصلی این طرح، شناسایی کهکشان‌هایی است که در دوره موسوم به «باز یونش» (Epoch of Reionization) متولد شده‌اند؛ زمانی بحرانی در تاریخ کیهان که نخستین ستارگان، گاز هیدروژن را دوباره یونیزه کردند.
تنوع کهکشانی و داستان‌های تحول
در تصویر تازه وب، تنوع حیرت‌انگیزی از اشکال کهکشانی به چشم می‌خورد. برخی با بازو‌های مارپیچی باشکوه، برخی به‌صورت توده‌هایی روشن و نرم، و برخی در حال تعامل یا همپوشانی‌های پیچیده هستند.
هر ساختار نشان‌دهنده داستانی از آشوب، تولد ستارگان یا کشمکش‌های گرانشی است که شکل نهایی کهکشان را تعیین کرده‌اند.
ستاره‌شناسان با دنبال کردن سرنخ‌های ساختاری، تغییرات کهکشانی را در طول زمان بررسی می‌کنند. محیط گروهی بخشی از این معماست.
زمانی که چندین کهکشان در کنار یکدیگر قرار دارند، ممکن است منابع را به اشتراک بگذارند یا باعث اختلال در تکامل یکدیگر شوند. این تعاملات، ابعاد تازه‌ای به بافت عظیم کیهان می‌افزایند.
پژوهش‌های آینده بر بهبود اندازه‌گیری فواصل، تاریخچه‌های ستاره‌زایی و توزیع ماده تاریک در میان این گروه‌های تازه شناسایی‌شده متمرکز خواهند بود.
تلسکوپ وب الهام‌بخش فرضیه‌های تازه‌ای در مورد سرعت بلوغ کهکشان‌ها شده و داده‌های جدید می‌توانند این مدل‌های اولیه را تأیید یا تصحیح کنند.
دانشمندان برای رسیدن به درک جامع از شبکه کهکشانی، بر هم‌افزایی بین ابزار‌هایی مانند تلسکوپ فضایی هابل (NASA/ESA) رصدخانه پرتو ایکس چاندرا (NASA) و XMM-Newton متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) تکیه دارند.
ترکیب این دیدگاه‌های متفاوت، شناخت ما را از ساختار کیهان فراتر از کهکشان راه‌شیری ژرف‌تر می‌کند.
