הישג נוסף לטלסקופ החלל ג'יימס ווב. כשהיקום היה בן פחות מ-300 מיליון שנים נוצרה JADES-GS-z14-0, גלקסיה מרוחקת, בהירה ובעלת הרכב כימי ייחודי לתקופה כל כך מוקדמת בתולדות היקום. הגלקסיה המסקרנת נצפתה על ידי טלסקופ החלל המתקדם של נאס"א, מה שמספק הצצה נדירה לפרק המוקדם ביותר בתולדות היקום.
3 צפייה בגלריה
גלקסיית JADES-GS-z14-0
(צילום: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (University of Arizona), Daniel Eisenstein (CfA), Phill Cargile (CfA))
הממצאים, שפורסמו בכתב העת Nature Astronomy, מתבססים על התגלית של צוות המחקר בשנה שעברה, שזיהו את הגלקסיה המדוברת כרחוקה ביותר שנצפתה אי פעם. בעוד שהתגלית הראשונית קבעה את מרחק השיא והבהירות הבלתי צפויה של הגלקסיה, המחקר החדש מעמיק יותר בהרכבה הכימי ובמצבה האבולוציוני.
המחקר בוצע כחלק מהסקר JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, שנועד לחקור גלקסיות רחוקות באמצעות יכולותיו המתקדמות של טלסקופ החלל ג'יימס ווב. למרות מטרת הסקר, התגלית של גלקסיית JADES-GS-z14-0 שברה שיאים בלתי צפויים, בדגש על הרכבה הכימי.
צוות המחקר השתמש במספר מכשירים שמותקנים על גבי טלסקופ החלל ג'יימס ווב, כמו למשל מצלמה לקליטת אור בטווח הקרוב לאינפרה-אדום (NIRCam), שיכולה לצפות בו זמנית בשני צבעי אינפרה-אדום למשך פרקי זמן ארוכים. עם זאת, שימוש במצלמת טווח אינפרה-אדום בינוני (MIRI) חשף משהו יוצא דופן: כמויות משמעותיות של חמצן.
3 צפייה בגלריה
התצפית על גלקסיית JADES-GS-z14-0, באמצעות מצלמות NIRCam ו-MIRI של ג'יימס ווב
(צילום: Nature Astronomy)
ג'ייקוב הלטון מהמחלקה לאסטרונומיה של אוניברסיטת אריזונה, שהיה אחד ממחברי המחקר, אמר כי כל דבר כבד יותר מהליום נחשב בתחום האסטרונומיה ל"מתכת". היקום המוקדם הכיל רק מימן, הליום ומעט מאוד ליתיום. הגילוי של חמצן בגלקסיית JADES-GS-z14-0 מצביע על כך שהגלקסיה יצרה כוכבים במשך 100 מיליון שנים בפוטנציה לפני שנצפתה.
"כדי לייצר חמצן, הגלקסיה חייבת הייתה להתחיל את דרכה מוקדם מאוד, כי היא הייתה צריכה ליצור דור של כוכבים", אמר אחד מבכירי מחברי המחקר, פרופ' ג'ורג' רייק ממצפה הכוכבים סטיווארד שבאוניברסיטת אריזונה. הכוכבים הללו התפתחו והתפוצצו כסופרנובות כדי לשחרר חמצן לחלל הבין-כוכבי, שממנו כוכבים חדשים ייווצרו ויתפתחו.
הנוכחות של חמצן כזה מעידה על העשרה כימית מהירה, מה שמצביע על דורות מרובים של כוכבים שנוצרו והתפתחו במהירות. למעשה, היווצרות הכוכבים החלה אפילו מוקדם יותר ממה שחשבו מדענים בעבר, מה שמשנה את ציר הזמן שבו הגלקסיות הראשונות נוצרו לאחר המפץ הגדול.
טלסקופ החלל ג'יימס ווב הגיע ליעד
(הדמיה: נאס"א)
קיומה של גלקסיה מפותחת כל כך בשלב כה מוקדם של תולדות היקום משמשת כמקרה מבחן רב עוצמה למודלים תיאורטיים של היווצרות גלקסיות. ככל שבני האדם מפתחים ומשפרים את היכולת להתבונן ולהבין ישירות גלקסיות שהתקיימו בינקותו של היקום, כך יסופקו יותר ויותר תובנות מכריעות לגבי האופן שבו היקום התפתח מיסודות פשוטים לכימיה המורכבת הנחוצה לחיים כפי שאנו מכירים אותם.
"אנחנו נמצאים בתקופה מדהימה בהיסטוריה של האסטרונומיה", אמר ד"ר קווין היינליין, אסטרונום במצפה הכוכבים סטיווארד של אוניברסיטת אריזונה, שנמנה על צוות המחקר. "יש ביכולתנו להבין גלקסיות שהן הרבה מעבר לכל מה שבני אדם מצאו אי פעם, לראות אותן בדרכים רבות ושונות ולהעמיק את הידע עליהן. על כן, תגלית זו מעשירה את הידע הקיים על התפתחות הגלקסיות ועל תופעות אסטרופיזיות רחבות יותר".
