تلسکوپ فضایی جیمز وب بار دیگر شگفتی آفرید و موفق به کشف «مادر تمام کهکشان‌های آغازین» شد؛ جرمی کیهانی که تنها ۲۸۰ میلیون سال پس از مهبانگ (Big Bang) وجود داشته است.
«این دورترین جسمی است که بشر تاکنون شناخته است.»
پیتِر فن‌دوکوم، اخترفیزیکدان دانشگاه ییل و عضو تیم تحقیق، گفت:
«در حال حاضر، این دورترین جسم شناخته‌شده برای بشریت است. البته این عنوان گاهی تغییر می‌کند، اما همیشه دلیلی برای تأمل و شگفتی است. MoM z14 زمانی وجود داشته که جهان تنها ۲۸۰ میلیون سال سن داشته؛ ما داریم خیلی به زمان مهبانگ نزدیک می‌شویم.
برای مقایسه، باید گفت کوسه‌ها مدت طولانی‌تری روی زمین زیسته‌اند!»
تلسکوپ جیمز وب و شکار کهکشان‌های قرمز
از تابستان ۱۴۰۱ که JWST شروع به ارسال داده به زمین کرد، این تلسکوپ در شناسایی کهکشان‌هایی با “شیفت‌به‌سرخ بالا” عملکردی درخشان داشته است.
شیفت‌به‌سرخ (Redshift) پدیده‌ای است که در آن نور اجرام بسیار دور و اولیه، به دلیل انبساط کیهان، به سمت طول موج‌های بلندتر (قرمزتر) کشیده می‌شود.
هرچه جرم کیهانی دورتر و متعلق به زمان قدیمی‌تری باشد، مقدار شیفت‌به‌سرخ آن بیشتر است.
کهکشان JADES-GS-z14-0 که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب مشاهده شده، دوردست‌ترین و اولیه‌ترین کهکشانی است که تاکنون شناسایی شده و تنها ۳۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ وجود داشته است.
(منبع تصویر: ناسا، آژانس فضایی اروپا، آژانس فضایی کانادا، STScI، ب. رابرتسون (UC سانتا کروز)، ب. جانسون (CfA)، س. تاکلا (کمبریج)، پ. کارگیل (CfA))
پیش از کشف MoM z14، رکورد کهن‌ترین کهکشان در اختیار JADES-GS-z14-0 بود که تنها ۳۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ وجود داشته و با شیفت‌به‌سرخ z = 14.32 ثبت شده بود.
در مقابل، MoM z14 دارای شیفت‌به‌سرخ z = 14.44 است؛ رکوردی جدید در نگاه به اعماق کیهان.
MoM z14؛ کهکشان مادر چه ویژگی‌هایی دارد؟
فراتر از ثبت رکورد، کشف MoM z14 به گفته فن‌دوکوم ابعاد مهم‌تری نیز دارد:
«پیش از مأموریت جیمز وب، انتظار نداشتیم که چنین کهکشان‌هایی را این‌قدر زود در تاریخ کیهان ببینیم، دست‌کم نه در این مرحله از مأموریت. در واقع، حدوداً بیش از ۱۰۰ کهکشان نسبتاً درخشان در کیهان اولیه دیده شده‌اند که فراتر از پیش‌بینی‌های پیش از JWST هستند.»
(منبع تصویر: Naidu و همکاران، ۲۰۲۵)
این تیم موفق شد برخی ویژگی‌های MoM z14 را نیز تعیین کند. از جمله:
- اندازه‌ای حدود ۵۰ برابر کوچک‌تر از کهکشان راه شیری
- خطوط نشری (Emission lines) حاوی عناصری مانند نیتروژن و کربن
فن‌دوکوم گفت:
«وجود این خطوط نشری غیرمعمول است؛ نشان می‌دهد که این کهکشان بسیار جوان است و سرعت تشکیل ستاره در آن به‌سرعت در حال افزایش است. همچنین نشانه‌هایی وجود دارد که نشان می‌دهد مقدار گاز هیدروژن خنثی اطراف کهکشان کم است، که برای این دوره از کیهان غیرمنتظره است؛ چرا که انتظار می‌رود جهان اولیه پر از هیدروژن خنثی باشد.»
کربن و نیتروژن در MoM z14؛ نشانه‌ای از کهکشان‌های قدیمی‌تر
(تصویر درون‌نما) کهکشان MoM z14، نخستین کهکشان شناسایی‌شده تاکنون، همان‌گونه که توسط تلسکوپ جیمز وب (JWST) دیده شده است.
(منبع تصویر: رابرت لیا (طراحی‌شده با Canva) / Naidu و همکاران، ۲۰۲۵)
وجود عناصری مثل نیتروژن و کربن نشان می‌دهد که حتی کهکشان‌هایی قدیمی‌تر از MoM z14 نیز ممکن است وجود داشته باشند.
در نخستین کهکشان‌ها، تنها عناصر ساده مانند هیدروژن و هلیوم وجود داشتند. عناصر سنگین‌تر بعداً و در دل ستاره‌ها ساخته و از طریق انفجارهای ابرنواختری پراکنده شدند. اخترشناسان به‌طور کلی این عناصر سنگین‌تر را «فلز» می‌نامند.
فن‌دوکوم توضیح داد:
«MoM z14 احتمالاً یکی از نخستین کهکشان‌های «عادی» است، یعنی کهکشان‌هایی که در آنها عناصری مانند نیتروژن و کربن وجود دارد. اما این را قبلاً هم درباره کهکشان‌های دیگر فکر کرده‌ایم!»
آینده‌نگری: آیا کهکشان‌هایی حتی دورتر از MoM z14 را خواهیم یافت؟
فن‌دوکوم معتقد است JWST همچنان توان شگفت‌زده کردن ما را دارد:
«تلسکوپ جیمز وب دارد مرزها را فراتر از آنچه تصور می‌کردیم پیش می‌برد. دیگر تعجب نمی‌کنم اگر کهکشان‌هایی با شیفت‌به‌سرخ z = 15 یا حتی z = 16 پیدا کنیم!»
در حال حاضر، او و همکارانش از جمله رهبر تیم، روهان نایدو از مؤسسه کاولی MIT، می‌توانند این دستاورد علمی بزرگ را جشن بگیرند.
فن‌دوکوم در پایان گفت:
«در برنامه‌ای مثل این، همه اعضای تیم امیدوارند که بالاخره یک “معجزه” رخ دهد؛ یعنی یکی از آن کهکشان‌های بسیار اولیه که کاندیدا هستند واقعاً اثبات شوند و صرفاً خطای نوری نباشند. ما انتظار دیدن اجرام اولیه را داشتیم، اما هیچ‌کدام از ما فکر نمی‌کرد چنین رکوردی را بشکنیم!»
نسخه پیش‌چاپ این پژوهش در وب‌سایت arXiv منتشر شده است.
