Cosmos · · 3 min read
دراسة بتلسكوب جيمس ويب الفضائي تربط النقاط الحمراء الصغيرة بمجرات شابة مدمجة
تشير دراسة للمجرات المحيطة بـ217 نقطة حمراء صغيرة إلى أن المجرات المضيفة المدمجة والفقيرة بالمعادن قد تساعد في تفسير أصول هذه الأجسام.
حوّل علماء الفلك الذين يدرسون النقاط الحمراء الصغيرة الغامضة التي رصدها تلسكوب جيمس ويب الفضائي اهتمامهم بعيدًا عن مراكز هذه الأجسام الساطعة، نحو المجرات المحيطة بها. ويشير تحليلهم إلى أن هذه النقاط تقع داخل مجرات مدمجة على نحو غير مألوف، منخفضة الكتلة نسبيًا، وتنتج النجوم بنشاط.
وقد تساعد النتائج، التي أوردها موقع Space.com، في تفسير سبب ظهور هذه الأجسام في الكون المبكر، لكنها لا تُرصد بعد بلوغ الكون عمرًا يقارب ملياري سنة. ونُشرت الدراسة في مجلة Nature Astronomy في نهاية أغسطس.
لغز من الكون المبكر
النقاط الحمراء الصغيرة، أو LRDs، هي مصادر صغيرة وبعيدة رُصدت في مشاهدات تلسكوب جيمس ويب الفضائي. وقد دفع مظهرها المدمج وسطوعها الشديد الباحثين إلى الجدل حول مصدر طاقتها. وتشمل الاحتمالات ثقوبًا سوداء تنمو بسرعة، أو نوبات مكثفة من تشكّل النجوم، أو مزيجًا من الأمرين.
وقال خورخي زافالا من جامعة ماساتشوستس أمهرست، وهو عضو في فريق البحث، لموقع Space.com إن علماء الفلك لم يعثروا على أجسام تشبه النقاط الحمراء الصغيرة في الكون القريب. وهذا يثير احتمال أنها تمثل مرحلة مؤقتة في تطور المجرات أو الثقوب السوداء، لا فئة دائمة من الأجسام الكونية.
تركزت معظم الأعمال السابقة على مصدر الإشعاع المركزي، لأنه يهيمن على الضوء الذي يُرصد من كل نقطة حمراء صغيرة. وهذه النواة الساطعة، التي توصف أحيانًا بأنها المحرك المركزي للجسم، هي أيضًا الجزء الذي لا تزال طبيعته الفيزيائية غير مؤكدة. أما المجرة المحيطة فهي أخفت بكثير، ما يجعل فحصها بصورة منفصلة أمرًا صعبًا.
استخدمت الدراسة الجديدة صورًا التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي لـ217 نقطة حمراء صغيرة، بحثًا عن ذلك الإشعاع الأضعف المحيط بها. ويفسر الباحثون الضوء الخافت بأنه ضوء نجوم صادر عن المجرات التي تستضيف هذه الأجسام المدمجة. وتوفر دراسة تلك المجرات المضيفة وسيلة لطرح سؤال عما إذا كانت النقاط الحمراء الصغيرة مرتبطة بظروف أو بيئات مجرية معينة، بدلًا من ظهورها بصورة مستقلة عن محيطها.
مجرات مدمجة ذات تشكّل نشط للنجوم
قدّر الفريق، انطلاقًا من ضوء المجرات المضيفة، الأبعاد النموذجية لهذه الأنظمة وكتلها النجمية. ويبدو أن أقطار المجرات تبلغ نحو 1,400 سنة ضوئية. وبالمقارنة مع مجرات أخرى مكوِّنة للنجوم رُصدت على مسافة مماثلة ومن الحقبة المبكرة نفسها، فإنها أكثر اندماجًا بنحو 2.5 مرة.
ويبدو أيضًا أن المجرات المضيفة تحتوي على عدد قليل نسبيًا من العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم. ويشير علماء الفلك إلى هذه العناصر الأثقل مجتمعة باسم المعادن، بصرف النظر عما إذا كانت معدنية بالمعنى المتداول للكلمة. ومن المتوقع أن تكون الفلزية أقل في الأنظمة الكونية الأصغر سنًا، قبل أن تُغني أجيال متعاقبة من النجوم محيطها.
وتشير الأحجام المدمجة، والتشكّل النشط للنجوم، وانخفاض الفلزية مجتمعةً إلى مجرات ذات كثافات مرتفعة للغاية. وقد تشجع مثل هذه الظروف اندفاعات قوية من ولادة النجوم. وقال زافالا لموقع Space.com إن هذا يثير احتمال ارتباط ظاهرة النقاط الحمراء الصغيرة بنشاط تشكّل النجوم المكثف، أو حتى تولّدها بواسطته.
ولا تحسم النتيجة ما إذا كان الثقب الأسود أم النجوم هو المصدر الرئيسي لطاقة النقطة الحمراء الصغيرة. لكنها تمنح الباحثين صلة محتملة بين هذه الأجسام والحالة الفيزيائية لمجراتها المضيفة. وقد تساعد البيئات الكثيفة أيضًا في تفسير أفكار تتضمن نجومًا فائقة الكتلة، سواء بوصفها مساهمة في الإشعاع المركزي المرصود أو أسلافًا محتملة للثقوب السوداء.
ما الذي قد تكشفه المشاهدات التالية
يقول الباحثون إن العمل الحالي يمثل دليلًا مهمًا، لكنه لا يقدم تفسيرًا كاملًا. فما زالت هناك أسئلة حول ما إذا كانت كل مجرة أو كل ثقب أسود يمر بمرحلة شبيهة بمرحلة النقاط الحمراء الصغيرة، وما الذي تصبح عليه هذه الأجسام في نهاية المطاف، وما إذا كانت تفضّل مناطق كثيفة بصورة خاصة من الكون. وليس واضحًا أيضًا ما إذا كانت ظروف غير مألوفة للمادة المظلمة تؤدي دورًا.
ويتمثل أحد التحديات في فصل ضوء المجرة المضيفة عن ضوء المحرك المركزي. واعتمدت الدراسة على القياس الضوئي، الذي يقيس كمية الضوء المرصود. ويمكن أن تستخدم الأعمال المستقبلية التحليل الطيفي، الذي يوزع ذلك الضوء على أطواله الموجية المكوِّنة. وبما أن الجزيئات المختلفة تمتص وتصدر الضوء عند أطوال موجية مميزة، فقد يكشف التحليل الطيفي درجة حرارة الغاز في المجرات المضيفة وتركيبه وخصائصه الفيزيائية الأخرى.
وقد يكون للاختفاء الظاهري للنقاط الحمراء الصغيرة في الكون اللاحق تفسير كيميائي أيضًا. فقد شهدت المجرات القريبة عمومًا مليارات السنين من التطور، ما جعل غازها أكثر غنى بالعناصر الثقيلة. وقد تجعل هذه الظروف المتغيرة العمليات المرتبطة بالنقاط الحمراء الصغيرة أقل احتمالًا أو أصعب في التعرف عليها.
وسيكون من المسارات الأخرى البحث عن مجرات قريبة تشبه المجرات المضيفة المبكرة. فسيسمح قربها النسبي للباحثين بفحص بنيتها وكيميائها بمزيد من التفصيل. وسيتطلب هذا الجهد مشاهدات عبر أطوال موجية متعددة وبيانات من تلسكوبات مختلفة.
في الوقت الراهن، قدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي دليلًا على أن المجرات المحيطة بالنقاط الحمراء الصغيرة قد تكون جوهر اللغز. وقد يكشف فهم تلك المجرات المضيفة الخافتة ما إذا كانت النقاط الحمراء الصغيرة تمثل أساسًا بصمة لنمو الثقوب السوداء، أو نتيجة قصيرة الأمد لانفجارات تشكّل النجوم، أو مرحلة شكّلها كلا العاملين.