اما کشفی تازه در پایان «سحرگاه کیهانی» (Cosmic Dawn) این تصور را به چالش میکشد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) کهکشانی بسیار عظیم و غولپیکر را مشاهده کرده که مربوط به ۱۲.۸ میلیارد سال پیش است؛ یعنی زمانی کمتر از یک میلیارد سال پس از مهبانگ. این کهکشان بهقدری ساختاریافته و پیچیده است که تنها میتوان آن را در ردهی باشکوهترین نوع کهکشانها قرار داد: مارپیچی با طراحی بزرگ (Grand Design Spiral).
نام این کهکشان ژولُنگ (Zhúlóng) است، برگرفته از «اژدهای مشعلدار» در اسطورههای چینی، و جزئیات کشف آن در مجلهی Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.
تیمی به رهبری منگیوان شیائو (Mengyuan Xiao) از دانشگاه ژنو در سوئیس در این باره نوشتهاند:
«ژولُنگ نشان میدهد که کهکشانهای بالغ بسیار زودتر از آنچه انتظار داشتیم و در همان میلیارد سال نخست پس از مهبانگ شکل گرفتهاند.» «این کشف محدودیتهای مهمی برای مدلسازی شکلگیری کهکشانهای بزرگ و منشاء ساختارهای مارپیچی در اوایل جهان ایجاد میکند.»
مدلسازی ریختشناسی ژولُنگ (ژائو و همکاران، arXiv، ۲۰۲۴)
در جهان امروز، کهکشانها اشکال و اندازههای متنوعی دارند. برخی مانند عدسیها، بیفرم و پفکردهاند، و برخی دیگر مارپیچیاند با بازوهایی که از مرکز کهکشان بیرون میزنند. اما باشکوهترین نوع، کهکشان مارپیچی با طراحی بزرگ است؛ با بازوهایی مشخص، منظم و چشمگیر که از مرکزی روشن و دقیق بیرون میآیند—درست مثل تعریف ایدهآل از یک کهکشان مارپیچی.
ما هنوز دقیق نمیدانیم که کهکشانهای مارپیچی از چه زمانی در تاریخ کیهان شروع به شکلگیری کردند، اما هرچه به اعماق فضا-زمان نگاه میکنیم، آنها نایابتر میشوند و عملاً پیش از ۱۱.۵ میلیارد سال پیش، چنین کهکشانهایی دیده نمیشوند.
ژولُنگ بهطور تصادفی در دادههای بهدستآمده از پروژهی PANORAMIC با تلسکوپ جیمز وب کشف شد؛ پروژهای که به مشاهدهی کهکشانها در دوران آغازین جهان اختصاص دارد. اگرچه در این بررسی کهکشانهای بزرگ دیگری هم شناسایی شدهاند، اما به گفتهی تیم پژوهشی، ژولُنگ چیزی فراتر از معمول است.
در مقاله آمده است:
«این کهکشان ساختاری شگفتانگیز و تکاملیافته دارد: یک برآمدگی مرکزی کلاسیک شبیه به کهکشانهای خاموش، بههمراه دیسکی از ستارگان در حال تشکیل و بازوهای مارپیچی گسترده (که از هسته تا حاشیههای کهکشان ادامه دارند و از دو نقطهی متقارن آغاز میشوند)، آنهم فقط یک میلیارد سال پس از مهبانگ.»
ژولُنگ برای یک کهکشان در جهان اولیه بسیار بزرگ است—با قطری حدود ۶۲٬۰۰۰ سال نوری و جرمی تقریباً برابر با کهکشان راه شیری.
با بازوهای مارپیچی و قرص بزرگ ستارهزای خود، ژولُنگ شباهت زیادی به کهکشان راه شیری دارد. (ناسا/CSA/ESA، تیم PANORAMIC، م. ژائو (دانشگاه ژنو)، سی. سی. ویلیامز (NOIRLab)، پی. اِی. اوئش (دانشگاه ژنو)، جی. برمر (مؤسسه نیلز بور))
شیائو میگوید:
«آنچه ژولُنگ را متمایز میکند، شباهت شگفتانگیز آن به کهکشان راه شیری است؛ هم در شکل، هم اندازه و هم جرم ستارهای.»
سیاهچالهی مرکزی این کهکشان به نظر آرام و غیرفعال میرسد، که نشانهای از کند شدن نرخ شکلگیری ستارهها (بین ۲۰ تا ۱۵۵ برابر جرم خورشید در سال) است. به طور کلی، دادهها نشان میدهند که این کهکشان دورهی شکلگیری پرآشوب خود را پشت سر گذاشته و اکنون به ساختاری آرام و منظم رسیده است.
پژوهشگران بر این باورند که ژولُنگ قدیمیترین نمونهی شناساییشده از یک کهکشان مارپیچی است. این موضوع نشان میدهد که شکلگیری یک کهکشان مشابه راه شیری میتواند بسیار سریعتر از آنچه تصور میشد رخ دهد—تا ۱۰ برابر سریعتر از آنچه در جهان کنونی دیده میشود.
در پایان مقاله آمده است:
«وجود همهی این ویژگیها ژولُنگ را به کهکشانی استثنایی تبدیل میکند؛ نشانهای از شکلگیری سریع و تکامل ساختاری کهکشانهای عظیم در جهان اولیه.»
ژولُنگ ثابت میکند که جهان اولیه، بسیار سریعتر و پیچیدهتر از آن چیزی بوده که فکر میکردیم. این کشف نهتنها ما را وادار میکند به تاریخنگاری کیهان بازنگری کنیم، بلکه احتمالات هیجانانگیزی دربارهی سرنوشت و منشأ کهکشانها پیش رویمان میگذارد.
این کشف در نشریهی Astronomy & Astrophysics منتشر شده و نسخهی اولیهی آن در دی ۱۴۰۳ ارائه شده بود.
دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش لرزه شناسی هستم. ژئوفیزیک به بررسی ابعاد زمین و اتفاقاتی مانند زلزله و لرزه هایی که توسط فعالیت انسان بهوجود میآید، می پردازد. فعالیت در حوزه زمین و فضا از علاقه مندی ام است.
