سه کهکشان «هیولا‌های قرمز» در کیهان

ستاره شناسان همیشه بر این باور بوده اند که کهکشان ها پس از میلیاردها سال تجمع و تراکم غبار کیهانی شکل گرفته اند. اما تلسکوپ فضایی جیمز وب در طول سه سال حضور خود در فضا، این نظریه را مورد تردید قرار داد. در یک مطالعه جدید، دانشمندان کهکشان های بسیار بزرگی را در کیهان اولیه کشف کرده اند که تنها یک میلیارد سال پس از آغاز جهان شکل گرفته اند.

دیجیاتو گزارش می دهد که این سه کهکشان که “هیولاهای قرمز” نامیده می شوند، تقریباً به اندازه کهکشان راه شیری هستند و این سوال را در مورد اینکه چگونه می توانند به این سرعت باد شوند، ایجاد می کند.

زمانی که اخترشناسان با استفاده از تصاویر جیمز وب شروع به مطالعه جهان اولیه کردند، انتظار داشتند که کهکشان هایی در حال شکل گیری باشند. اما در کمال تعجب، کهکشان های جهان اولیه نه تنها به طور کامل شکل گرفته بودند، بلکه بسیار بزرگ نیز بودند. این یک بحران در کیهان‌شناسی است که ما را مجبور می‌کند در درک خود از تکامل جهان پس از انفجار بزرگ تجدید نظر کنیم.

البته دانشمندان چند ماه پیش کشف کردند که کهکشان‌های جهان اولیه ممکن است به دلیل وجود سیاه‌چاله‌های بسیار فعال، بزرگ‌تر و درخشان‌تر از آنچه هستند به نظر برسند. اما در این مورد جدید، دانشمندان نشان داده اند که هیچ اثری از هسته فعال کهکشانی در غول های سرخ وجود ندارد. بنابراین احتمال اینکه تابش شدید آن به دلیل وجود سیاهچاله در مرکز آن باشد مردود است.

کهکشان های بسیار بزرگ در کیهان اولیه

این هیولاهای قرمز توسط یک تیم بین المللی از ستاره شناسان در دانشگاه ژنو کشف شدند. آنها روی کهکشان هایی با مقادیر انتقال به سرخ بین 5 و 9 زمانی که جهان بین 1 تا 1.5 میلیارد سال سن داشت، تمرکز کردند. تغییر رنگ قرمز نشان می دهد که طول موج تابش از اجسام دور به دلیل انبساط جهان تا چه اندازه در مسیر خود کشیده می شود. هر چه این مقدار بزرگتر باشد، فاصله و طول عمر بلوک بیشتر می شود.

ستاره شناسان 36 کهکشان پرجرم، غبارآلود و ستاره ساز را کشف کرده اند که رنگ قرمز منحصر به فرد و خطوط انتشار نشان می دهد که آنها توسط غبار زیادی احاطه شده اند. بیشتر کهکشان‌ها با مدل‌های نظری شکل‌گیری کهکشان‌ها سازگار بودند، اما سه تای آن‌ها کهکشان‌های «فوق‌جرم» با نرخ‌های غیرعادی تشکیل ستاره بودند.

این کهکشان‌های بزرگ از کیهان اولیه در تصاویر جیمز وب قرمز به نظر می‌رسند، زیرا مقدار زیادی غبار در آنها وجود دارد. زیرا گرد و غبار طول موج های کوتاه تری از نور را جذب می کند و نور باقی مانده را با طول موج های بلندتر پراکنده می کند. برخلاف هابل، جیمز وب نور مادون قرمز را تشخیص می دهد و ستاره شناسان هنوز هم می توانند فراتر از غبار را ببینند. این توانایی باعث شد تلسکوپ جیمز وب دیدگاه ما را نسبت به جهان تغییر دهد.

داده های تلسکوپ جیمز وب همچنین نشان می دهد که شکل گیری ستاره در غول های قرمز دو تا سه برابر کارآمدتر از کهکشان ها در مراحل بعدی جهان است.

اکثر کهکشان ها تنها حدود 20 درصد از گاز خود را در مراحل پایانی زندگی کیهان به ستاره تبدیل می کنند. اما جرم ستارگان غول سرخ نشان می دهد که بازده تشکیل ستاره آنها 50 درصد بیشتر از کهکشان های رایج امروزی است. این بدان معناست که در کیهان اولیه شرایطی وجود داشت که به کهکشان ها اجازه می داد ستاره ها را سریعتر و کارآمدتر تولید کنند.

دلایل دقیق این رشد سریع مشخص نیست. این رشد ممکن است به دلیل عواملی مانند گاز فراوان، سرعت خنک‌سازی سریع‌تر، یا شرایطی باشد که هنوز درک نکرده‌ایم. مشاهدات آتی با استفاده از تلسکوپ جیمز وب و آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما، بینش جدیدی از این کهکشان‌های کیهانی بزرگ و اولیه و نمونه‌های بیشتری از آن‌ها ارائه خواهد کرد.

اخترشناسان نتایج مطالعه خود را در مجله Nature منتشر کردند.