تلسكوب جيمس ويب الفضائي يعيد النظر في صورة هابل الكلاسيكية لأكثر من 2500 مجرة

عاد تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى مكان تصوير إحدى أكثر صور تلسكوب هابل الفضائي شهرة، وهي صورة الحقل العميق للغاية، لالتقاط المجرات عبر التاريخ الكوني.

تم التقاط هذه الصورة الجديدة كجزء من مسح جيمس ويب المتقدم خارج المجرة (JADES)، والذي يهدف إلى إجراء المزيد من التحقيق في ضوء الأشعة تحت الحمراء لبقعتين من السماء تم تصويرهما في الأصل بواسطة هابل: مجال هابل العميق (1995) وحقل هابل العميق للغاية (2004).

كانت الحقول العميقة أشدّ تصوّرات هابل في الكون، كاشفةً عن أضعف المجرات عند أعلى انزياحات حمراء استطاع هابل رصدها، وهي مجرات وُجدت منذ أكثر من 13 مليار سنة، وكان ضوؤها يسافر طوال تلك الفترة. وقد أعاد هابل، على وجه الخصوص، رصد حقل هابل فائق العمق عدة مرات، في أعوام 2009 و2012 و2014، باستخدام قنوات الأشعة تحت الحمراء القريبة على كاميرا المجال الواسع 3 في التلسكوب الفضائي. ويُظهر الحقل حوالي 10,000 مجرة قابلة للرصد في مساحة من السماء تبلغ 2.4 دقيقة قوسية مربعة فقط، أي أقل من عُشر قطر البدر في سماء الليل.

منذ الانفجار العظيم، يتمدد الضوء المرئي إلى أطوال موجية تحت حمراء تتجاوز قدرة هابل على الرؤية. لذا، وللتغلب على هذا القيد، بادر تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى بذل المزيد من الجهود.

تم التقاط هذه الصورة عدة مرات، كجزء من مشروع JADES، وتم التقاط هذه الصورة الأخيرة بواسطة جهاز التصوير العميق بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) التابع لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (MIDIS باختصار).

في الواقع، استغرق مرشح الطول الموجي الأقصر للجهاز (F560W، الذي يكتشف الضوء تحت الأحمر من 4.9 إلى 6.4 ميكرون، ومركزه 5.6 ميكرون) أطول تعرض لأي مرشح واحد كجزء من هذه الصورة، بإجمالي 41 ساعة.

لا تُظهر الصورة كامل المجال فائق العمق، بل جزءًا منه يحتوي على حوالي 2500 مجرة مرئية، أربعة أخماسها مجرات بعيدة جدًا ذات انزياح أحمر عالٍ. لا تُحطم أيٌّ منها الأرقام القياسية – فأقصى انزياح أحمر مرئي يبلغ حوالي 12، أي ما يعادل 380 مليون سنة بعد الانفجار العظيم، أو قبل 13.4 مليار سنة. وللمقارنة، فإن المجرة ذات الانزياح الأحمر الأعلى حاليًا، MoM-z14 (وهي ليست جزءًا من المجال فائق العمق)، لها انزياح أحمر يبلغ 14.4، ونراها كما كانت بعد حوالي 280 مليون سنة من الانفجار العظيم.

عند دمجها مع بيانات كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) التابعة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي، والتي تعمل بأطوال موجية أقصر (من 1.9 إلى 4.8 ميكرون)، تكشف هذه الملاحظات الكثير عن المجرات العديدة في الصورة، والتي يظهر معظمها كنقاط ضوئية صغيرة. تُعرض الصورة بألوان زائفة، لأن ضوء الأشعة تحت الحمراء لا يحتوي على ألوان مرئية، إذ إنه أبعد مما تستطيع العين البشرية رؤيته.

مئات المجرات الحمراء في الصورة إما أنها مجراتٌ في طور تكوين النجوم، يحيط بها غبارٌ بين نجمي يمتص ضوء النجوم ويعيد إشعاعه بالأشعة تحت الحمراء، أو أنها مجراتٌ متطورةٌ للغاية تضم العديد من النجوم الأقدم والأكثر احمرارًا، والتي تشكلت قرب بداية الكون. أما المجرات الصغيرة ذات اللون الأبيض المخضر فهي تلك التي تتمتع بانزياح أحمر عالٍ جدًا، مما يعني أننا نراها كما كانت موجودةً في الغالب خلال المليار سنة الأولى من تاريخ الكون. من ناحية أخرى، فإن المجرات الزرقاء والسماوية الأكبر حجمًا أقرب، ذات انزياح أحمر منخفض، ولذلك تبدو أكثر سطوعًا لكاميرا NIRCam منها لـ MIRI.

يعمل علماء الفلك على التعمق أكثر فأكثر باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، مُضيفين أرصادًا إلى أرصادهم لرسم مسار تطور المجرات منذ مطلع الكون وحتى يومنا هذا. قد تحمل البيانات إجاباتٍ للعديد من أسرار علم الكونيات الكبرى، مثل كيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة، وكيفية تشكل المجرات، ومتى وُلدت غالبية النجوم في الكون. كل هذا لا يزال قيد التطوير، فتابعونا!

دراسة لملاحظات JWST Ultra Deep Field كما نشرت في مجلة Astronomy & Astrophysics.

تابعونا على أخبار جوجل