علماء الفلك يرصدون أكبر عينة على الإطلاق من المجرات على بعد أكثر من 12 مليار سنة ضوئية

تتكون المجرات من نجوم وكواكب وسحب شاسعة من الغاز والغبار، ترتبط جميعها معًا بفعل الجاذبية. تحتوي أكبر المجرات على تريليونات النجوم، وقد يتجاوز قطرها مليون سنة ضوئية. أما أصغرها، فقد تحتوي على بضعة آلاف من النجوم، وتمتد على بضع مئات من السنين الضوئية فقط. تحتوي معظم المجرات الكبيرة على ثقوب سوداء هائلة الكتلة في مراكزها، بعضها تبلغ كتلته مليارات أضعاف كتلة الشمس. تتخذ المجرات أشكالًا متنوعة، غالبًا ما تكون حلزونية وإهليلجية، بالإضافة إلى أشكال أقل انتظامًا، وعادةً ما تُعرف بالمجرات غير المنتظمة. يتراوح عمر معظم المجرات بين 10 مليارات و13.6 مليار سنة. بعضها يقارب عمر الكون نفسه، الذي تشكل قبل حوالي 13.8 مليار سنة. يعتقد علماء الفلك أن أحدث مجرة معروفة تشكلت قبل حوالي 500 مليون سنة. يمكن للمجرات أن تنتظم في مجموعات من حوالي 100 مجرة أو أقل، متماسكة معًا بفعل جاذبيتها المتبادلة. قد تحتوي البُنى الأكبر، والتي تُسمى العناقيد، على آلاف المجرات. ويمكن ترتيب المجموعات والعناقيد في عناقيد فائقة، وهي غير مرتبطة بالجاذبية. تُشكل العناقيد الفائقة، والفراغات الفارغة، و"جدران" المجرات، وغيرها من البُنى الضخمة، الشبكة الكونية للمادة في الكون.

درب التبانة

مجرتنا الأم تُسمى درب التبانة. وهي مجرة حلزونية ذات قرص من النجوم يمتد لأكثر من 100,000 سنة ضوئية. تقع الأرض على طول أحد الأذرع الحلزونية للمجرة، في منتصف المسافة تقريبًا من المركز. يستغرق نظامنا الشمسي حوالي 240 مليون سنة للدوران حول درب التبانة مرة واحدة فقط. من منظورنا على الأرض، تبدو مجرة درب التبانة كشريط ضوئي خافت بلون حليبي يمتد عبر السماء بأكملها، ومن هنا جاء اسمها. تُميز هذه السمة القرص المركزي لمجرتنا الأم كما يُرى من الحافة. تقع مجرة درب التبانة في جوار أكثر من 50 مجرة أخرى تُسمى المجموعة المحلية. تتراوح أحجام أعضائها من المجرات القزمة (مجرات أصغر تضم ما يصل إلى بضعة مليارات من النجوم) إلى مجرة أندروميدا، أقرب جار كبير لنا. تقع المجموعة المحلية على حافة عنقود العذراء مباشرةً، وهي جزء من عنقود لانياكيا العملاق.

أكبر عينة من المجرات على الإطلاق

تظهر المجموعة 15، وهي مجموعة قريبة تُرى على بُعد 1.5مليار سنة ضوئية. قدّم فريق من علماء الفلك الدوليين أكبر عينة من مجموعات المجرات التي رُصدت على الإطلاق باستخدام بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) في منطقة من السماء تُسمى شبكة كوزموس. تُمثل هذه الدراسة إنجازًا هامًا في علم الفلك خارج المجرات، إذ تُقدم رؤىً غير مسبوقة حول تكوين المجرات وتطورها والبنية واسعة النطاق للكون. تعود الصور بالزمن إلى الفترة التي كان فيها الكون أصغر سنًا من الأرض الآن، وتغطي الفترة من حوالي 12 مليار سنة إلى مليار سنة مضت. يتضمن كتالوج الصور الجديد، الذي سيُنشر قريبًا في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية، ما يقرب من 1700 مجموعة مجرية. وستُعرض الصورة الرائعة التي التقطها فريق البحث لعنقود مجرات يبعد أكثر من 6 مليارات سنة ضوئية كصورة الشهر لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA). اكتشف العلماء 1678 مجموعة مجرية أو عنقودًا أوليًا - وهي أكبر وأعمق عينة لمجموعات المجرات رُصدت على الإطلاق - باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. باستخدام هذه العينة، يُمكن دراسة تطور المجرات في مجموعات على مدار 12 مليار سنة من الزمن الكوني. بدأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي عمله عام 2022. وقد مكّن هذا التلسكوب، وهو الأكبر في الفضاء، علماء الفلك من رؤية أبعد وأفضل من أي وقت مضى بفضل دقته العالية وحساسيته الفائقة. ولأن الضوء ينتقل بسرعة محدودة، فكلما ابتعد الجسم، زادت المسافة التي نراها في صورتنا. ومن خلال رصد مجرات خافتة وبعيدة جدًا - أضعف المجرات في هذه المجموعة من البيانات أضعف بمليار مرة مما تراه العين البشرية - تمكن الفريق من إلقاء نظرة خاطفة على شكل المجرات في بدايات الكون.

تاريخ العائلة الكونية

لا تتوزع المجرات بالتساوي في جميع أنحاء الكون. بل تتجمع في مناطق كثيفة متصلة بخيوط وجدران، مُشكّلةً بنيةً شاسعة تُعرف باسم الشبكة الكونية. المجرات المعزولة حقًا نادرة - فمعظمها يقع في مجموعات مجرية، والتي عادةً ما تحتوي على ما بين ثلاث إلى بضع عشرات من المجرات، أو في عناقيد مجرية أكبر، والتي قد تشمل مئات أو حتى آلاف المجرات المرتبطة ببعضها البعض بفعل الجاذبية. يقول العالم غوزالياسل: "مثل البشر، تتجمع المجرات وتُشكل عائلات". ويضيف: "المجموعات والعناقيد مهمة للغاية، لأن المجرات داخلها يمكن أن تتفاعل وتندمج معًا، مما يؤدي إلى تحول في بنية المجرة وشكلها. كما تساعدنا دراسة هذه البيئات على فهم دور المادة المظلمة، والتغذية الراجعة من الثقوب السوداء الهائلة، والتاريخ الحراري للغاز الساخن الذي يملأ الفراغ بين المجرات". بما أن الكتالوج الجديد يتضمن مشاهدات تمتد من مليار إلى اثني عشر مليار سنة مضت، يمكن للعلماء مقارنة بعض أقدم الهياكل في الكون بأخرى حديثة نسبيًا لمعرفة المزيد عن مجموعات المجرات وكيفية تطورها. يمكن لدراسة تاريخ مجموعات المجرات أن تساعد علماء الفلك أيضًا على فهم كيفية تشكل مجرات المجموعات العملاقة والألمع (BGGs) في مراكزها من خلال الاندماجات المتكررة."عندما ننظر عميقًا في الكون، نجد أن المجرات ذات أشكال غير منتظمة أكثر، وتُشكل العديد من النجوم. أما في عصرنا، فإن عملية تكوين النجوم هي ما نشير إليه بـ"الخمود" - فالمجرات ذات هياكل أكثر تناسقًا، مثل المجرات الإهليلجية أو الحلزونية. من المثير حقًا رؤية الأشكال تتغير على مر الزمن الكوني.