اكتشاف يطعن في الجدول الزمني للكون
كشف فريق دولي من ثمانية وأربعين عالم فلك من أربعة عشرة دولة عن اكتشاف قد يعيد تشكيل فهمنا لكيفية تجميع الكون لنفسه في عصوره الأولى. باستخدام الملاحظات من James Webb Space Telescope التابع لوكالة NASA مع بيانات من Atacama Large Millimeter/submillimeter Array في تشيلي، حدد الباحثون حوالي سبعين مجرة غبارية مشكلة للنجوم في الحافة المطلقة للكون المرئي، لم يتم اكتشاف معظمها من قبل.
هذه المجرات ليست قديمة فحسب. يبدو أنها كانت تشكل نجوماً بنشاط خلال أول مليار سنة بعد الانفجار الكبير، فترة كان الكون فيها أقل من سبعة في المائة من عمره الحالي. يشير وجودها، وخاصة طبيعتها الغبارية والغنية بالمعادن، إلى أن عمليات ولادة النجوم وموتها كانت قيد الطريق بالفعل في وقت تتنبأ فيه النماذج النظرية الحالية بأن الكون كان يجب أن يكون أكثر بدائية.
تم نشر البحث، المنشور في The Astrophysical Journal Letters في 20 فبراير 2026، بقيادة جامعة ماساتشوستس أمهرست ويمثل أحد أكبر التحديات الرصدية للنموذج المعياري لتشكل المجرات في السنوات الأخيرة.
كيف اجتمعت JWST و ALMA
أصبح الاكتشاف ممكناً من خلال الجمع بين نقاط القوة التكميلية لاثنين من أقوى الأدوات الفلكية التي تم بناؤها على الإطلاق. ALMA عبارة عن شبكة من ستة وستين هوائي راديو موزعة عبر صحراء Atacama على ارتفاع خمسة آلاف متر، وتتفوق في اكتشاف الغبار البارد والغاز الذي يسود المجرات المشكلة للنجوم. JWST، التي تدور حول الشمس عند نقطة Lagrange الثانية على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض، توفر حساسية لا مثيل لها في أطوال موجية الأشعة تحت الحمراء القريبة، كاشفة عن ضوء النجوم القديمة التي تم شدها بواسطة تمدد الكون.
بدأ فريق البحث باستخدام ALMA لتحديد مجموعة أوسع من حوالي أربعمائة مجرة غبارية مشرقة. من هذه العينة، انتقلوا إلى أدوات JWST في الأشعة تحت الحمراء القريبة لتحديد حوالي سبعين مرشح خافت يبدو أنها تقع على مسافات متطرفة. ثم عاد الفريق إلى بيانات ALMA واستخدموا تقنية تسمى التكديس، ودمجوا ملاحظات متعددة الخفوت لبناء إشارة ذات دلالة إحصائية أكدت أن هذه الأشياء هي في الواقع مجرات غبارية تشكلت منذ حوالي ثلاثة عشر مليار سنة.
يجسد هذا النهج التكراري، والارتداد بين تلسكوبين يعملان في نطاقات طول موجي مختلفة، نوع العلوم متعددة المرافق التي تدفع بشكل متزايد أكثر الاكتشافات تأثيراً في علم الفلك الحديث.
لماذا الغبار مهم جداً
بالنسبة للمراقب العادي، قد يبدو الغبار ميزة لا تستحق الملاحظة في المجرة. في الفيزياء الفلكية، ومع ذلك، فإن الغبار مفيد بعمق. يتكون الغبار الكوني من عناصر ثقيلة، معادن في المصطلحات الفلكية، التي يمكن إنتاجها فقط داخل النجوم من خلال الاندماج النووي ثم نشرها في الغاز المحيط عندما تموت تلك النجوم في انفجارات المستعر الأعظم.
يحمل وجود غبار كبير في المجرات من أول مليار سنة من الكون دلالة محيرة. هذا يعني أنه يجب أن تكون عدة أجيال من النجوم قد ولدت وعاشت وماتت بالفعل في هذه النقطة. النجوم ضخمة بما يكفي لإنتاج عناصر ثقيلة وتنتهي في مستعرات أعظم عادة ما تعيش لبضعة ملايين سنة فقط، لكن دورة الولادة النجمية والإثراء وإنتاج الغبار كاملة لا تزال تتطلب وقتاً كبيراً، خاصة عند تكرارها على عدة أجيال.
تتنبأ النماذج الحالية لتشكل المجرات عموماً بأن هذا المستوى من الإثراء الكيميائي لم يكن يجب أن يحدث في وقت مبكر جداً. تتخيل الصورة القياسية أن أول المجرات عبارة عن مجموعات نسبية نقية من الهيدروجين والهيليوم، تراكم تدريجي للمعادن على مليارات السنين. إن العثور على سبعين مجرة أكملت بالفعل عدة دورات من التطور النجمي خلال أول مليار سنة يطعن في هذا الجدول الزمني المنظم.
الحلقة المفقودة في تطور المجرات
يعتقد فريق البحث أن هذه المجرات الغبارية قد تمثل حلقة مفقودة حرجة في قصة تطور المجرات. في السنوات الأخيرة، اكتشفت JWST مجموعتين من المجرات المبكرة التي تبدو متناقضة. تتكون مجموعة واحدة من مجرات مشرقة فوق بنفسجية تبدو مشعة وضخمة بشكل مفاجئ لعمرها الصغير، تم اكتشافها منذ 13.3 مليار سنة. والآخر يتألف من مجرات خاملة مبكرة، ما يسمى المجرات الميتة التي توقفت بالفعل عن تشكيل النجوم حوالي ملياري سنة بعد الانفجار الكبير.
حير الفجوة بين هذه المجموعتين علماء الفلك. كيف انتقلت المجرات المشرقة التي تشكل النجوم بنشاط إلى الميتة والخاملة؟ قد تملأ المجرات الغبارية المكتشفة حديثاً هذه الفجوة. سيحجب محتوى الغبار الثقيل لديهم ضوءهم فوق البنفسجي، مما يجعلهم غير مرئيين للمسوحات التي تركز على الأشياء المشرقة فوق البنفسجية، بينما يميزهم تشكيل النجوم المستمر عن المجموعة الخاملة.
إذا كان هذا التفسير صحيحاً، فإن التسلسل التطوري سيتراوح من مجرات مشرقة فوق بنفسجية إلى مجرات غبارية تشكل النجوم إلى مجرات ميتة خاملة، مع تمثيل المرحلة الغبارية مرحلة وسيطة يتم خلالها استنزاف تشكل النجوم الشديد تدريجياً الإمداد الغازي المتاح أثناء إنتاج العناصر الثقيلة التي ستستمر طويلاً بعد انطفاء حريق ولادة النجوم.
الآثار على نماذج الكون
للاكتشاف آثار تمتد بعيداً وراء تطور المجرات. يقدم نموذج Lambda Cold Dark Matter القياسي، الذي يصف البنية واسعة النطاق والتطور للكون، تنبؤات محددة حول مدى سرعة انهيار المادة إلى مجرات وكيفية سرعة نمو تلك المجرات. قد يشير الفائض من المجرات الضخمة والمتطورة في الكون المبكر إلى أن معاملات النموذج تحتاج إلى تعديل، أو أن العمليات الفيزيائية الأساسية عملت بطريقة مختلفة في الكون الشاب.
يتم استكشاف عدة تفسيرات ممكنة. أحدها أن الشروط الأولية للكون، ربما المتعلقة بالتضخم أو طبيعة المادة المظلمة، كانت أكثر ملاءمة لتشكيل البنية السريعة من النموذج الحالي. آخر هو أن فيزياء تشكل النجوم نفسها كانت مختلفة في الكون المبكر، مع أول جيل من النجوم المتكونة بكفاءة أكبر أو بشكل أكثر ضخامة من نظائرهم الحديثة.
الاحتمالية الثالثة هي أن آليات التغذية الراجعة، والطرق التي تنظم بها النجوم والثقوب السوداء تشكيلها الخاص عن طريق تسخين أو طرد الغاز المحيط، كانت أقل فعالية في الكون المبكر، مما سمح للمجرات بتراكم الكتلة بسرعة أكبر. كل من هذه التفسيرات، إن تأكدت، ستمثل مراجعة كبيرة لفهمنا لعلم الكون.
قوة فلك الموجات المتعددة
يؤكد هذا الاكتشاف أيضاً على الأهمية الحاسمة لمراقبة الكون عبر أطوال موجية متعددة. المجرات الغبارية، بطبيعتها، يصعب اكتشافها في المسوحات البصرية والأشعة تحت الحمراء القريبة لأن الغبار يمتص ويعيد إشعاع ضوء النجوم بأطوال موجية أطول. بدون قدرات الموجة الملليمترية ALMA، كانت هذه السبعون مجرة ستبقى غير مرئية، مع مساهماتها في الإحصاء الكوني تماماً غير محسوب.
الآثار قاتمة. إذا تم العثور على سبعين مجرة من هذا القبيل في رقعة السماء الصغيرة التي فحصتها هذه الدراسة، فإن إجمالي السكان عبر السماء الكاملة يمكن أن يكون ضخماً. قد يكون الكون المبكر نشطاً بشكل كبير في تشكيل النجوم وبناء المجرات أكثر مما أي مسح حالي أكشف، ببساطة لأن أكثر المصانع إنتاجية كانت ملفوفة في الغبار وغير مرئية للأدوات التي اكتشفت جيرانهم.
ماذا يأتي بعد ذلك
يخطط فريق البحث للمتابعة بملاحظات طيفية للمرشحين الأكثر واعدة، باستخدام أجهزة JWST للطيف لقياس مسافاتهم الدقيقة وتركيبهم الكيميائي ومعدلات تشكل النجوم. ستحدد هذه القياسات ما إذا كانت المجرات تقع حقاً على المسافات المتطرفة التي تشير إليها البيانات الفوتومترية، أو ما إذا كانت بعض الكسور قد تكون أشياء أقرب تتنكر كشيء قديم.
إذا تم تأكيد المسافات، ستصبح هذه العينة من سبعين مجرة غبارية مجموعة بيانات أساسية لفهم أول مليار سنة من التاريخ الكوني. سيحتاج النظريون إلى شرح كيف حققت هذه العديد من المجرات حالات تطورية متقدمة بسرعة كبيرة، وسيحتاج الفلكيون الرصديون إلى مسح مناطق أكبر من السماء لتحديد مدى شيوع هذه الأشياء حقاً.
يبدو أن الكون كان في عجلة كبيرة لبناء المجرات أكثر مما كان يتنبأ به أي شخص. قد يتطلب فهم السبب إعادة التفكير في بعض الافتراضات الأساسية في علم الكون الحديث.
هذه المقالة مبنية على تقارير Space.com. اقرأ المقالة الأصلية.
