يمكن لطخة حمراء في صورة جيمس ويب أن تفتح كيمياء الكون المبكر

يقول علماء الفلك إن لطخة حمراء صغيرة تم التقاطها في الخلفية البعيدة لصورة “ المجال العميق ” الأولى لتلسكوب جيمس ويب الفضائي يمكن أن تغير فهمنا للكون المبكر.

النقطة غير الواضحة هي مجرة ​​قديمة غير مسماة عمرها 13.1 مليار سنة – أصغر بمئات الملايين من السنين فقط من ولادة الكون. من بين جميع المجرات التي تم التقاطها في الصورة ، فهي الأبعد عن الأرض.

تم التقاطها في أعمق وأدق صورة بالأشعة تحت الحمراء للكون البعيد تم تسجيلها على الإطلاق ، وتم إصدارها للعالم كجزء من المجموعة الأولى من الصور الملونة الكاملة للمرصد التي تبلغ تكلفتها 10 مليارات دولار (7.4 مليون جنيه إسترليني) الأسبوع الماضي.

عندما يمد الباحثون ضوء مجرة ​​فردية إلى طيف ، يمكنهم التعرف على التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة وكثافة غاز المجرة المتأين.

على سبيل المثال ، سيكشف طيف هذه المجرة عن خصائص غازها ، والتي ستشير إلى كيفية تشكل نجومها وكمية الغبار التي تحتوي عليها.

لم يتم اكتشاف مثل هذه المعلومات من قبل من هذا القبيل بهذه الجودة.

بعيدًا: تم التقاطها في أعمق صورة بالأشعة تحت الحمراء للكون البعيد تم تسجيلها على الإطلاق (في الصورة) وتم إصدارها للعالم الأسبوع الماضي كجزء من الصور الأولى لـ Webb

تم إنتاج الطيف نفسه بواسطة أداة NIRSpec الخاصة بـ Webb ، والتي تستخدم نوافذ صغيرة لعزل وتحليل الضوء من الأجسام الموجودة في مجال رؤية التلسكوب.

كان هذا يعني أنه لم يُسمح إلا لضوء نجم المجرة القديمة بالمرور من خلال الكشف عن توقيعاتها الكيميائية ، بينما تم حجب الضوء الآخر من الأجسام القريبة الساطعة.

من بين العناصر المختلفة داخل المجرة كانت بصمة من غاز الأكسجين المتوهج ، والذي يُعرف باسم خط الانبعاث.

قال عضو فريق NIRSpec ، Andrew Bunker ، من جامعة أكسفورد ، إن الخبراء كانوا يأملون في مراقبة هذا الخط في المجرات البعيدة لكنهم يتوقعون أن يضطروا إلى البحث عن “العشرات أو المئات” أو الأهداف قبل اكتشافها.

لا أعتقد أننا حلمنا حقًا أنه سيكون هناك في أول دعاية أساسية. هذا أمر لا يصدق حقًا ، ” عالم جديد.

سبب أهمية خط انبعاث الأكسجين هو أن علماء الفلك يستخدمونه لمعايرة قياساتهم لـ تراكيب المجرات.

إذا كان من الممكن مقارنة ذلك بخطوط الانبعاث الأخرى في ضوء المجرة ، فمن الممكن فك شفرة عدد المواد الكيميائية الموجودة في المجرة ، بناءً على البصمات الكيميائية في الطيف.

تم القيام بذلك من قبل للمجرات القريبة ولكن ليس للمجرات البعيدة مثل اللطخة الحمراء في مجال Webb العميق.

عندما يبدأ علماء الفلك في تحليل بيانات ويب ، سوف نتعلم قدرًا لا يُصدق عن المجرات التي كانت موجودة في جميع أنحاء الزمن الكوني – وكيف تقارن بالمجرات الحلزونية والإهليلجية الجميلة في الكون القريب.

سيسمح المزيد من الأطياف مثل هذا للعلماء باستكشاف كيف تغيرت نسبة العناصر الأثقل من الهيليوم في المجرات البعيدة بمرور الوقت.

قالت إيما تشابمان ، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة نوتنغهام ، لصحيفة نيو ساينتست: “إنها تمنحك نقاط بيانات عن هذا التطور”.

تم إنتاج الطيف نفسه بواسطة أداة NIRSpec الخاصة بـ Webb ، والتي تستخدم نوافذ صغيرة لعزل وتحليل الضوء من الأجسام الموجودة في مجال رؤية التلسكوب

تتيح إمكانيات الأشعة تحت الحمراء لـ Webb “رؤية الزمن الماضي” للانفجار العظيم ، الذي حدث قبل 13.8 مليار سنة. تتحرك الموجات الضوئية بسرعة كبيرة ، حوالي 186،000 ميل (300،000 كم) في الثانية ، كل ثانية. كلما كان الشيء بعيدًا ، كلما نظرنا إلى الوراء في الوقت المناسب. هذا بسبب الوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال من الجسم إلينا

لذا يمكنك البدء في التفكير في مدى سرعة موت النجوم الأولى وتلويث الغاز [to] خلق الجيل الثاني من النجوم التي تتكون منها هذه المجرة.

في الأسبوع الماضي ، تم الكشف عن صور ويب المبهرة وغير المسبوقة لـ “حضانة نجمية” ، ونجم يحتضر مغطى بالغبار و “رقصة كونية” بين مجموعة من المجرات للعالم لأول مرة.

لقد وضع نهاية لشهور من الانتظار والترقب المحموم حيث تم التعامل مع الدفعة الأولى من كنز دفين من الصور التي ستبلغ ذروتها في أول نظرة على فجر الكون.

تعني إمكانات الأشعة تحت الحمراء لـ Webb أنه يمكنه “ رؤية الزمن الماضي ” في غضون 100-200 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم ، مما يسمح له بالتقاط صور للنجوم الأولى التي تتألق في الكون منذ أكثر من 13.5 مليار سنة.

أثارت صورها الأولى للسدم ، وكواكب خارج المجموعة الشمسية ومجموعات مجرية ، احتفالًا ضخمًا في العالم العلمي ، في ما تم الترحيب به “يومًا عظيمًا للبشرية”.

سيبدأ الباحثون قريبًا في معرفة المزيد عن كتل المجرات وأعمارها وتاريخها وتركيباتها ، حيث يسعى ويب لاستكشاف أقدم المجرات في الكون.

تلسكوب جيمس ويب

وُصف تلسكوب جيمس ويب بأنه “آلة الزمن” التي يمكن أن تساعد في كشف أسرار كوننا.

سيتم استخدام التلسكوب للنظر إلى المجرات الأولى التي ولدت في الكون المبكر منذ أكثر من 13.5 مليار سنة ، ومراقبة مصادر النجوم والكواكب الخارجية وحتى أقمار وكواكب نظامنا الشمسي.

يعتبر التلسكوب الضخم ، الذي كلف بالفعل أكثر من 7 مليارات دولار (5 مليارات جنيه إسترليني) ، خليفة لتلسكوب هابل الفضائي.

تبلغ درجة حرارة تلسكوب جيمس ويب ومعظم أجهزته 40 كلفن تقريبًا – حوالي 387 فهرنهايت تحت الصفر (ناقص 233 درجة مئوية).

إنه أكبر وأقوى تلسكوب فضاء مداري في العالم ، قادر على النظر إلى الوراء 100-200 مليون سنة بعد الانفجار العظيم.

تم تصميم مرصد الأشعة تحت الحمراء الذي يدور حوله ليكون أقوى بحوالي 100 مرة من سابقه ، تلسكوب هابل الفضائي.

ناسا تحب أن تفكر في جيمس ويب على أنه خليفة هابل بدلاً من أن يكون بديلاً ، حيث سيعمل الاثنان جنبًا إلى جنب لفترة من الوقت.

تم إطلاق تلسكوب هابل في 24 أبريل 1990 ، عبر مكوك الفضاء ديسكفري من مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا.

يدور حول الأرض بسرعة حوالي 17000 ميل في الساعة (27300 كيلومتر في الساعة) في مدار أرضي منخفض على ارتفاع حوالي 340 ميلاً.