اما کشفی جدید در پایان “سپیدهدم کیهانی” چالشی برای تصورات ما درباره مدتزمان شکلگیری کهکشانها ایجاد کرده است.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) کهکشانی عظیم و فوقالعاده پرجرم را بهشکل ۱۲.۸ میلیارد سال پیش رصد کرده است؛ کهکشانی با ساختاری چنان پیچیده که تنها میتوان آن را در دسته باشکوهترین کهکشانها یعنی “مارپیچ طراحی بزرگ” قرار داد.
این کهکشان که ژولونگ نام دارد—به افتخار اژدهای مشعلدار در اسطورههای چینی—در مقالهای که پیش از داوری و انتشار در سرور arXiv بارگذاری شده، معرفی شده است.
به گفته تیمی به سرپرستی منگیوان شیائو، ستارهشناس دانشگاه ژنو در سوئیس:
«ژولونگ نشان میدهد که کهکشانهای بالغ بسیار زودتر از انتظار ما، در اولین میلیارد سال پس از بیگ بنگ، شکل گرفتهاند. یافته ما محدودیتهای کلیدی برای مدلهای تشکیل کهکشانهای پرجرم و منشأ ساختارهای مارپیچی در جهان اولیه ارائه میدهد.»
در جهان امروزی، کهکشانها در اشکال و اندازههای مختلفی ظاهر میشوند. برخی کهکشانهای عدسیشکل، بینظم و بیشکلاند، در حالی که کهکشانهای مارپیچی بازوهای مارپیچی مشخصی دارند که از مرکز کهکشان بیرون میآیند.
اما کهکشانهای مارپیچ طراحی بزرگ، باشکوهترین ساختار را دارند؛ بازوهای مارپیچی مشخص و چشمگیری که از مرکز روشن و کاملاً تعریفشده کهکشان به بیرون میپیچند؛ گویی نمونهای ایدهآل از یک کهکشان مارپیچی هستند.
ما هنوز دقیقاً نمیدانیم که کهکشانهای مارپیچی چه زمانی در جهان شروع به شکلگیری کردهاند، اما هرچه به گذشته در زمان و مکان نگاه کنیم، آنها کمیابتر میشوند و تقریباً در بیش از ۱۱.۵ میلیارد سال پیش غایباند.
ژولونگ بهطور اتفاقی در دادههای جمعآوریشده توسط JWST برای پروژه PANORAMIC کشف شد؛ برنامهای که هدف آن مشاهده کهکشانهای مربوط به “سپیدهدم کیهانی” است—اولین میلیارد سال پس از بیگ بنگ.
اگرچه این پروژه کهکشانهای عظیم دیگری نیز مشاهده کرده است، اما تیم پژوهشی میگوید که ژولونگ واقعاً خارقالعاده است.
در مقاله خود نوشتهاند:
«ژولونگ از نظر ساختاری بسیار پیشرفته است: دارای یک برجستگی کلاسیک و آرام، یک دیسک ستارهزا، و بازوهای مارپیچی طراحی بزرگ (ساختارهای مارپیچی که کل کهکشان، از هسته تا لبهها، را در بر میگیرند و بازوهای مارپیچی از نقاط متقابل آغاز میشوند) است، آن هم تنها یک میلیارد سال پس از بیگ بنگ.»
علاوه بر این، این کهکشان برای جهانی به این جوانی بسیار بزرگ است و قطر آن حدود ۶۲ هزار سال نوری تخمین زده شده، جرمی معادل کهکشان راه شیری دارد، و سیاهچاله مرکزیاش بهنظر آرام میرسد. این نشان میدهد که نرخ تشکیل ستارهها—بین ۲۰ تا ۱۵۵ جرم خورشیدی در سال—رو به کاهش است.
این دادهها نشان میدهند که ژولونگ مرحله شکلگیری خود را پشت سر گذاشته و به ساختاری آرام و مشخص رسیده است.
پژوهشگران باور دارند که ژولونگ قدیمیترین نمونه مشاهدهشده از یک کهکشان مارپیچی است. این کشف نشان میدهد که یک کهکشان شبیه راه شیری میتواند بسیار سریعتر از آنچه تصور میکردیم شکل بگیرد—حدود ۱۰ برابر سریعتر از زمان شکلگیری مشابه در جهان محلی.
آنها نوشتهاند:
«وجود تمام این ویژگیها، ژولونگ را بسیار استثنایی میکند و نشاندهنده شکلگیری سریع و تکامل ساختاری کهکشانهای پرجرم در جهان اولیه است.»
