دراسة فحصت صوراً من تلسكوب هابل الفضائي: المجرات أخذت شكلها "الناضج" قبل 11.5 مليار سنة

يقول الباحث الرئيسي لي: "إن اكتشاف هذه المجرات حتى الآن في الزمن البعيد يعد اكتشافًا مهمًا".

أتاحت دراسة تطور المجرات وتشريحها، باستخدام تلسكوب هابل الفضائي، لفريق دولي بقيادة الباحثين بومي لي وماورو جيبليسكو من جامعة ماساتشوستس اكتشاف مجرات تبدو وكأنها ناضجة، في وقت أبكر بكثير مما كان معروفا سابقا - 11.5 قبل مليار سنة، عندما كان عمر الكون 2.5 مليار سنة فقط.

يقول الباحث الرئيسي لي: "إن اكتشاف هذه المجرات حتى الآن في الزمن البعيد يعد اكتشافًا مهمًا".

استخدم أعضاء الفريق كاميرتين - الكاميرا ذات الفيلم العريض رقم 3 والكاميرا المتقدمة للمسوحات (ACS). بالإضافة إلى ذلك، تم أيضًا استخدام صور قديمة لمرصد هابل في ترددات الأشعة تحت الحمراء القريبة (CANDELS) - وهو أكبر مشروع في مجال المجرات لـ 902 مدارًا لمرصد هابل - لاستعراض شكل وألوان المجرات البعيدة على ما لا يقل عن 80% من تاريخ الكون. ونشرت النتائج في النسخة الإلكترونية من مجلة الفيزياء الفلكية.
تقول لي إن قاعدة بيانات CANDELS الضخمة سمحت لفريقها بتحليل عدد كبير من هذه المجرات، بإجمالي 1,671 بشكل متسق وبتفاصيل كبيرة. "كانت الدقة العالية والحساسية لـ WFC3 مصدرًا جيدًا وسمحت لنا بدراسة المجرات القديمة منذ بداية الكون."

وأكدت لي وزملاؤها أنه كلما رجعوا بالزمن إلى الوراء، فإن شكل وألوان هذه المجرات البعيدة يتناسب مع نظام التصنيف البصري الذي قدمه عالم الفلك إدوين هابل عام 1926، والمعروف باسم تسلسل هابل. ويصنف المجرات إلى مجموعتين رئيسيتين: إهليلجية وحلزونية، وتكوينات مختلفة للمجرات التي تشبه العدسات كمجموعة انتقالية. ويعتمد النظام على قدرة المجرات على تكوين النجوم، وهو ما يؤثر بدوره على الألوان والحجم والشكل.
يقول جيابليسكو: "إن السؤال عن سبب تقسيم المجرات الحديثة إلى هذين النوعين، وما سبب الاختلاف هو سؤال رئيسي في علم الكونيات". "جزء آخر من اللغز هو أننا ما زلنا لا نعرف سبب كون المجرات الحمراء الميتة (من حيث عملية تكوين النجوم) قديمة وغير قادرة على تكوين نجوم جديدة، في حين تستمر المجرات الحلزونية مثل مجرتنا درب التبانة في تكوين نجوم جديدة". . هذه ليست مسألة تصنيف فحسب، بل إنها تتعلق أيضًا بالاختلافات الأساسية في الخصائص الفيزيائية للمجرات وطريقة تشكلها".

يضيف لي: "كان هذا هو السؤال الرئيسي حول متى، وعلى مدى متى، تشكل تسلسل الحزن؟ للإجابة على ذلك لا بد من فحص المجرات البعيدة ومقارنتها بالمجرات الأقرب، ودراسة ما إذا كان من الممكن وصفها بنفس الطريقة. يتضمن تسلسل هابل كل ما نعرفه اليوم عن عملية خلق المجرات وتطورها. ويبدو أننا نستطيع رؤية هذا التسلسل في مرحلة مبكرة نسبيًا، منذ 11.5 مليار سنة".

المجرات الضخمة مثل درب التبانة نادرة في الكون الشاب. وقد منع هذا الدراسات السابقة من جمع عينات كافية من المجرات الناضجة لتوصيفها. تميل المجرات في هذه الأوقات المبكرة إلى أن تكون غير منتظمة، مع عدم وجود شكل محدد. هناك مجرات مليئة بالنجوم الزرقاء حديثة الولادة، والتي تظهر أحيانًا هياكل مثل الأقراص والانتفاخات والكتل غير المنتظمة، بالإضافة إلى المجرات الحمراء التي لا تحتوي على تكوين نجمي جديد أو القليل منه. حتى الآن لم يكن من الواضح ما إذا كانت الألوان - الأزرق أو الأحمر - تشير إلى شكل المجرات، على سبيل المثال.

ووفقا للباحثين، لم يكن هناك أي دليل على أن تسلسل هابل كان موجودا قبل أكثر من 8 مليارات سنة، لكن الملاحظات الجديدة تشير إلى أن تسلسل هابل موجود أيضا بعد 2.5 مليار سنة من الانفجار الكبير، والآن تغطي البيانات 80% من التاريخ الكون. "من الواضح الآن أن تسلسل الحداد قد تشكل بسرعة كبيرة في بداية الكون، وهو ليس نتاج عملية بطيئة" يعلق جيبليسكو. "الآن نحن بحاجة إلى العودة إلى النظرية ومعرفة كيف ولماذا حدث هذا." http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130815083953.htm