کشف بی‌سابقه جیمز وب: برخورد همزمان ۵ کهکشان در سپیده‌دم کیهان

تلسکوپ فضایی جیمز وب، در یک رصد بی‌نظیر، رویدادی کیهانی را به ثبت رسانده است که می‌تواند درک ما از تکامل کیهان را متحول کند. این تصویر خیره‌کننده، برخورد همزمان پنج کهکشان را در سپیده‌دم عالم نشان می‌دهد که تنها ۸۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ رخ داده است. این کشف نادر، چالش‌های جدیدی را در برابر نظریه‌های شکل‌گیری کهکشان‌ها در کیهان اولیه قرار می‌دهد و اهمیت ادغام کهکشان‌ها را در تکامل کیهانی برجسته‌تر می‌سازد.

پنج‌قلوی وب: منظومه‌ای منحصر‌به‌فرد

این منظومه جدید که توسط اخترشناسان «پنج‌قلوی وب» (JWST’s Quintet) نامگذاری شده، شامل حداقل پنج کهکشان و هفده خوشه کهکشانی است. ویدا هو، پژوهشگر ارشد این تحقیق، این کشف را استثنایی توصیف می‌کند و می‌گوید: «یافتن سیستمی با پنج کهکشان که به صورت فیزیکی با هم در ارتباط هستند، هم در شبیه‌سازی‌ها و هم در مشاهدات واقعی بسیار نادر است.»

او معتقد است که احتمال شناسایی چنین ادغام‌های چندگانه‌ای بسیار پایین بوده و اخترشناسان در شناسایی زودهنگام آن خوش‌شانس بوده‌اند. این پژوهش که نتایج آن در ژورنال معتبر Nature Astronomy منتشر شده، از ترکیب داده‌های تلسکوپ‌های قدرتمند جیمز وب و هابل بهره برده است.

نقش تلسکوپ جیمز وب در این کشف

دوربین فروسرخ نزدیک جیمز وب (NIRCam) هاله‌ای بزرگ از گاز را در اطراف این گروه از کهکشان‌ها آشکار کرد. این هاله، شاهدی قاطع بر این است که پنج کهکشان مستقل نیستند و در یک منظومه مشترک به هم متصل شده‌اند. اگرچه برخی از این کهکشان‌ها پیش از این توسط هابل شناسایی شده بودند، اما تنها داده‌های وب توانست ثابت کند که همه آنها دارای انتقال به سرخ یکسانی هستند و با یکدیگر تعامل دارند.

انتقال به سرخ معیاری برای سنجش فاصله کیهانی است. هرچه این مقدار بیشتر باشد، آن جرم سماوی دورتر و قدیمی‌تر است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که نور اجرام دوردست هنگام عبور از کیهان در حال انبساط به سمت طول موج‌های بلندتر و قرمزتر کشیده می‌شود.

نادر بودن ادغام‌های چندگانه

کریستوفر کانسل، استاد نجوم فراکهکشانی در دانشگاه منچستر، تاکید می‌کند که ادغام‌های کیهان اولیه که شامل بیش از دو کهکشان باشند، به شدت نادر هستند. او اشاره می‌کند که حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد از کل کهکشان‌ها در فرآیند ادغام قرار دارند، اما این ادغام‌ها تقریباً همیشه بین دو کهکشان اتفاق می‌افتند. کانسل می‌افزاید که درصد ادغام‌های چندگانه بسیار کمتر از یک درصد است که نادر بودن رویداد برخورد همزمان پنج کهکشان را به خوبی نشان می‌دهد.

تیم تحقیقاتی دریافت که فاصله دو کهکشان اصلی در این منظومه حدود ۴۳ هزار سال نوری است. دورترین جفت کهکشان در این سیستم نیز فاصله‌ای معادل ۶۰ هزار سال نوری از هم دارند. برای مقایسه، قطر کهکشان راه شیری ما حدود ۱۰۰ هزار سال نوری است. این نزدیکی فضایی نشان می‌دهد که کهکشان‌ها احتمالاً در نهایت با یکدیگر ادغام خواهند شد و این رویداد را به پدیده‌ای مهم برای مطالعه تبدیل می‌کند.

مقایسه با پنج‌قلوی استفان

این منظومه شباهت‌هایی به همتای خود در کیهان محلی، یعنی «پنج‌قلوی استفان» (Stephan’s Quintet) دارد. پنج‌قلوی استفان شامل ادغام چهار کهکشان است و کهکشان پنجم تنها از نظر ظاهری در کنار آنها قرار دارد. ویدا هو به یک شباهت قابل توجه اشاره می‌کند: وجود پلی از مواد که دو کهکشان را در پنج‌قلوی وب به هم متصل می‌کند. این ویژگی که در پنج‌قلوی استفان نیز دیده می‌شود، نشانه‌ای از دم‌های کشندی حاصل از تعامل کهکشانی است.

با این حال، نرخ تشکیل ستاره در منظومه جدید بسیار بالاتر است. کهکشان‌های پنج‌قلوی استفان سیستم‌های قدیمی‌تری هستند و فعالیت کمتری دارند، اما کهکشان‌های پنج‌قلوی وب سرشار از گاز هستند و با سرعتی بالاتر از حد انتظار در حال تولید ستاره‌های جدید هستند. این منظومه با داشتن جرم کلی معادل ۱۰ میلیارد برابر خورشید ممکن است در آینده به یک کهکشان عظیم خاموش تبدیل شود.

کشف این سیستم برخورد همزمان پنج کهکشان می‌تواند توضیح دهد که چگونه کهکشان‌های خاموش عظیم از طریق ادغام کهکشان‌های کوچک‌تر در ابتدای عالم به سرعت شکل گرفته‌اند و درک ما از تکامل کیهانی را عمیق‌تر سازد.