أظهر التليسكوب جيمس ويب صورا لضوء فائق القوة بين المجرات، كان مجهول المصدر ولا يُعرف من أين يأتي، وضوء الأشعة تحت الحمراء الساطع المتوهج من مجرتين يدل على عملية اندماج غير معروفة.
وباستخدام التليسكوب جيمس ويب، حدد علماء الفلك الموقع الدقيق للضوء، خلف جدار سميك من الغبار يحجبه في أطوال موجية أخرى، بحسب ما نشر في The Astrophysical Journal Letters.
السر وراء الضوء فائق القوة
كل ما ينتج الضوء غير معروف، ولكن تضييق مكانه سيساعد في معرفة ماهيته، وكيف يضيء بشكل أكثر سطوعًا مما كان متوقعًا.
وتقول عالمة الفيزياء الفلكية هاني إينماي من مركز هيروشيما للعلوم الفيزيائية الفلكية بجامعة هيروشيما في اليابان: "لقد جلب لنا تلسكوب جيمس ويب الفضائي مناظر جديدة تمامًا للكون بفضل امتلاكه أعلى دقة وحساسية مكانية على الإطلاق في الأشعة تحت الحمراء''.
وتضيف "أردنا العثور على المحرك الذي يقوم بتشغيل نظام المجرة المدمج هذا. علمنا أن هذا المصدر كان مخفيًا بعمق بسبب الغبار الكوني، لذلك لم نتمكن من استخدام الضوء المرئي أو فوق البنفسجي للعثور عليه".
وتتابع "فقط في منتصف الأشعة تحت الحمراء، المرصودة بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي، نرى أن هذا المصدر يتفوق على كل شيء آخر في هذه المجرات المدمجة".
الاندماجات بين المجرات
على الرغم من أن الكون هو في الغالب مساحة فارغة ، إلا أن الاندماجات بين المجرات ليست نادرة.
وتتجمع المجرات الضخمة مع بعضها البعض عن طريق سحب الجاذبية الذي لا يرحم، وتتحد لتشكل مجرات أكبر.
إنه ليس شيئًا بعيدًا يحدث إلا لمجرات أخرى في أماكن أخرى: مجرة درب التبانة نفسها هي وحش كوني لفرانكشتاين، يتكون جزئيًا من جميع المجرات الأخرى التي تم استيعابها على مدى مليارات السنين من عمرها.
وعُثر على العديد من الأمثلة على اندماج المجرات في مراحل مختلفة في الكون الأوسع، لكنها عملية بطيئة يمكن أن تستغرق ملايين إلى مليارات السنين.
ويتعين على العلماء أخذ الأمثلة وإعادة بناء الجدول الزمني من حولها كأحد أفضل الأدوات التي لدينا لفهم اندماج المجرات.
طاقة هائلة من عمليات الدمج الكوني
نعلم أيضًا، من الضوء المنبعث من عمليات الدمج هذه، أنها حيوية جدًا.
على الرغم من أن المجرات هي في الغالب فضاء، إلا أن النجوم يمكن أن تتصادم مع بعضها البعض، أو تتفاعل جاذبيًا لتعطيل مدارات بعضها البعض.
يمكن أيضًا أن تصطدم سحب الغازات المكونة للنجوم بين النجوم ببعضها البعض، مما ينتج عنه صدمات يمكن أن تؤدي إلى موجات غاضبة من تكوين النجوم المعروفة باسم انفجار النجوم، والتي يمكن رؤيتها على شكل ضوء الأشعة تحت الحمراء المتلألئ من سحب الغبار.
هذا ما توقع العلماء رؤيته عندما قاموا بتحويل تلسكوب سبيتزر الفضائي بالأشعة تحت الحمراء إلى مجرة مدمجة على بعد 500 مليون سنة ضوئية تسمى IIZw096 في عام 2010.
وبدلاً من ذلك، وجدوا ضوءًا ساطعًا من الأشعة تحت الحمراء يسطع وسط التصادم المستمر.
لسوء الحظ، لم يقدم Spitzer دقة عالية بما يكفي للعثور على الموقع الدقيق لمصدر الضوء، وكان لا بد من وضع اللغز جانبًا.
ذلك لأن الأطوال الموجية الطويلة لضوء الأشعة تحت الحمراء لا تشتت الغبار بالطريقة التي تتبعها الأطوال الموجية الأقصر ، وكان سبيتزر في مقدمة الصف في وقته ، لذلك لم يكن لدى تلسكوب آخر أمل في الاقتراب. ثم جاء JWST ، وذهبت إينامي وزملاؤها لإلقاء نظرة فاحصة.
ووجدوا أن المصدر يشكل حوالي 70% من ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة المنبعث من المجرات المندمجة.
طاقة كونية فائقة
بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن المجرتين معًا تمتدان على حوالي 65000 سنة ضوئية، فإن نصف قطر مصدر الأشعة تحت الحمراء يبلغ أقصى نصف قطره 570 سنة ضوئية، ما يشير إلى أن مصدر الانبعاث مضغوط للغاية.
نحن نعلم أن المادة الموجودة حول الثقب الأسود النشط تبعث الكثير من الضوء ، وأن الثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات يمكن أن تندمج عندما تلتقي في مركز الاندماج. لكن موقع الضوء غريب. إنه ليس في مركز أي من المجرتين حيث تتوقع عادةً العثور على مثل هذا الثقب الأسود.
وقالت إينماي: "نريد أن نعرف ما الذي يمد هذا المصدر بالطاقة: هل هو انفجار نجمي أم ثقب أسود هائل؟".
سوف نستخدم أطياف الأشعة تحت الحمراء المأخوذة بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي للتحقيق في ذلك. كما أنه من غير المعتاد أن يقع "المحرك" خارج الأجزاء الرئيسية للمجرات المندمجة ، لذلك سنستكشف كيف انتهى هذا المصدر القوي هناك.
