جیمز وب کهکشانی بالغ در آغاز هستی کشف کرده است که نظریههای کیهانشناسی را به چالش میکشد
به گزارش ایتنا و به نقل از SciTechDaily، گروه پژوهشی به رهبری دانشمندان آیپک، یک مرکز علمی و داده در مؤسسه فناوری کالیفرنیا، در سه مقالهٔ اخیر خود نشان داده است که این خوشه، دورترین نمونه شناختهشده از عدسی گرانشی قوی توسط یک خوشه کهکشانی است.
این یافتهها که بر اساس مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب انجام شده، در دویست و چهل و هشتمین نشست انجمن اخترشناسی آمریکا ارائه شد. اخترشناسان به محض مشاهده خوشه کهکشانی XLSSC 122 دریافتند که این خوشه غیرعادی است.
اگرچه این خوشه در فاصله بیش از ۱۰ میلیارد سال نوری قرار دارد، یعنی دورهای که سایر گروههای کهکشانی تازه در حال شکلگیری بودند، این خوشه بسیار تکاملیافته به نظر میرسید.
توانایی بینظیر جیمز وب در جمعآوری نور و آشکارسازی جزئیات ظریف نشان داده است که XLSSC 122 با یک یا چند کهکشان دورتر همراستا شده است. به دلیل این همراستایی اتفاقی، گرانش قدرتمند خوشه، نور کهکشان دورتر را خم میکند و اثر بسیار نادری به نام عدسی گرانشی قوی ایجاد مینماید.
این اثر به دانشمندان امکان اندازهگیری دقیقتری از جرم XLSSC 122 داده است. کایل فینر، دانشمند آیپک و نویسنده اصلی اولین مقاله، در این باره میگوید: «وقتی اولین تصاویر را از جیمز وب دریافت کردیم، گفتیم: «وای، به این نگاه کنید، عدسی گرانشی قوی از این خوشه میآید!»
خوشهٔ XLSSC 122 اکنون رکورد دورترین خوشه کهکشانی را دارد که عدسی گرانشی قوی را نشان میدهد که ابزاری ارزشمند برای اخترشناسان است. این همراستایی خوششانس به اخترشناسان دقیقترین نمای خود را از نحوه توزیع جرم در داخل یک خوشه کهکشانی اولیه از دوره «ظهر کیهانی» (حدود ۱۰ میلیارد سال پیش) داده است.
در آن دوره حیاتی، خوشههای کهکشانی در تعداد زیادی شروع به شکلگیری کردند و نرخ تشکیل ستاره به اوج خود رسید.
خوشهٔ XLSSC 122 همچنان انتظارات را برآورده نکرد. جرم آن به شدت به سمت مرکز خوشه متمرکز است. یافتن چنین ساختار متمرکزی در اوایل تاریخ کیهانی، تطبیق با مدلهای استاندارد کیهانشناسی را دشوار میسازد.
فینر اظهار میدارد: «XLSSC 122 یکی از اولین خوشههایی است که میشناسیم در جهان شکل گرفته است و دارای تمرکز جرمی است که با پیشبینیهای مدل کیهانشناختی ما همخوانی ندارد».
پس از شناسایی عدسی گرانشی قوی، فینر و همکارانش دو مقاله دیگر منتشر کردند که با استفاده از جیمز وب، ویژگیهای دیگر این خوشه را بررسی کردند. در مجموع، نتایج نشان میدهد که XLSSC 122 نمونهای کلیدی از تشکیل خوشه کهکشانی در دوره ظهر کیهانی است.
گفتنی است مادهٔ مرئی در XLSSC 122 تنها بخش کوچکی از اثر عدسی گرانشی قوی را تشکیل میدهد. بیشتر این اثر از ماده تاریک ناشی میشود. ماده تاریک برای کیهانشناسی اساسی است زیرا به نگهداشتن کهکشانها در کنار هم و شکلدهی به ساختار بزرگمقیاس جهان کمک میکند.
اندازهگیری توزیع ماده تاریک در XLSSC 122، آزمایشی قوی برای مدلهای کیهانشناختی فراهم میکند. فینر در این باره میگوید: «عدسی گرانشی قوی روشی برای اندازهگیری ماده تاریک بدون دیدن مستقیم آن است و کاوشگر حساسی برای مدلهای کیهانشناختی ما به شمار میرود».
در دومین مقاله، گروه پژوهشی نوع ظریفتری از عدسی گرانشی را به نام عدسی ضعیف بررسی کرد که اعوجاجهای بسیار کوچکتری در شکل کهکشانها ایجاد میکند. این نماهای گستردهتر، همراه با مشاهدات پرتو ایکس و امواج رادیویی، نشان داد که XLSSC 122 هنوز در حال ادغام است.
آنها در سومین مقاله، از جیمز وب برای ردیابی نور درونخوشهای استفاده کردند که درخشی کمفروغ از ستارگان سرگردان در میان کهکشانهای خوشه است.
این قدیمیترین تشخیص شناختهشده از نور درونخوشهای است. گروه پژوهشی همچنین دریافت که شکل مرکزی نور درونخوشهای، به شدت با تمرکزهای ماده تاریک آشکارشده توسط عدسی گرانشی قوی مطابقت دارد.
فینر و همکارانش اکنون امیدوارند خوشههای کهکشانی بسیار دور بیشتری را شناسایی و مطالعه کنند. جیمز وب برای کشف تعداد زیادی از چنین اجرام نادر طراحی نشده است، بنابراین اخترشناسان به بررسیهای آسمان در اشعه ایکس و رادیو نیاز دارند.
