کشف کهکشان مارپیچی «آلاکناندا» از ۱۲ میلیارد سال پیش؛ چالشی برای کیهان‌شناسی

کشف کهکشان «آلاکناندا» و به چالش کشیدن درک کیهانی

ستاره‌شناسان هندی با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) موفق به کشف یک کهکشان مارپیچی عظیم شدند که قدمت آن به ۱۲ میلیارد سال پیش بازمی‌گردد؛ زمانی که تنها ۱٫۵ میلیارد سال از عمر جهان می‌گذشت. این کشف خیره‌کننده، درک کنونی ما از نحوه شکل‌گیری ساختارهای کیهانی در دوران اولیه پس از انفجار بزرگ (Big Bang) را به طور جدی به چالش می‌کشد.

با توجه به اینکه عمر جهان ۱۳٫۸ میلیارد سال تخمین زده می‌شود، مشاهده یک کهکشان کاملاً شکل‌گرفته از ۱۲ میلیارد سال قبل، به این معناست که ما در حال تماشای کیهان در زمانی هستیم که تنها یک‌دهم سن کنونی خود را داشته است.

مشاهدات حیرت‌انگیز تلسکوپ جیمز وب

پیش از این تصور می‌شد که کهکشان‌هایی که در آن دوران بسیار اولیه شکل گرفته‌اند، عمدتاً دارای شکل نامنظم و ساختاری آشفته بوده‌اند. اما محققان، راشی جین و پروفسور یوگش وادادکار، هنگام بررسی داده‌های تلسکوپ جیمز وب، با صحنه‌ای غیرمنتظره روبرو شدند: یک «کهکشان مارپیچی کاملاً شکل‌گرفته؛ یک چرخ دنده کیهانی عظیم و زیبا».

پروفسور وادادکار اظهار داشت: «این کهکشان شباهت قابل توجهی به کهکشان راه شیری خودمان دارد، با وجود اینکه در دورانی حضور داشته که جهان تنها ۱۰ درصد از سن کنونی‌اش را سپری می‌کرد.» محققان این کهکشان را به نام رودخانه‌ای در هیمالیا، «آلاکناندا» نامگذاری کرده‌اند.

راشی جین، محقق دکتری در مرکز ملی اخترفیزیک رادیویی (NCRA-TIFR) در پونه، که این کهکشان را کشف کرد، می‌گوید: «من جزئیات ۷۰ هزار شیء را بررسی می‌کردم و تنها یکی از آن‌ها یک کهکشان مارپیچی با طراحی بزرگ بود که تقریباً ۳۰,۰۰۰ سال نوری قطر داشت.»

ویژگی‌های کهکشان آلاکناندا و سرعت بالای تشکیل ستاره

این کهکشان مارپیچی دارای دو بازوی متقارن است که از یک دیسک مرکزی نشأت گرفته و به دور یک برآمدگی مرکزی روشن پیچیده‌اند. همچنین، الگوی «دانه‌های روی رشته» که خوشه‌های ستاره‌ای در امتداد بازوهای مارپیچی هستند، در آن مشاهده می‌شود که شبیه به کهکشان‌های مارپیچی امروزی است. این یافته‌ها در ماه نوامبر در مجله معتبر اروپایی «نجوم و اخترفیزیک» منتشر شد.

پروفسور وادادکار، ناظر این تحقیق، در ابتدا نسبت به این کشف ابراز ناباوری کرد:

• این کهکشان باید ۱۰ میلیارد جرم خورشیدی ستاره را جمع‌آوری می‌کرد.
• همزمان، باید یک دیسک بزرگ با بازوهای مارپیچی را تنها در چند صد میلیون سال تشکیل می‌داد.
• این فرآیند از نظر استانداردهای کیهانی، به طرز باورنکردنی سریع بوده است.

او افزود: «این کهکشان یک پدیده متفاوت است. بسیار عظیم است، یک‌سوم اندازه راه شیری است و ۱۰ میلیارد ستاره دارد. نرخ تشکیل ستاره در آن تقریباً ۲۰ تا ۳۰ برابر سریع‌تر از نرخ کنونی تشکیل ستاره در کهکشان راه شیری ماست.»

چالش جدید برای مدل‌های کیهان‌شناسی

اخترشناسان مدت‌ها بر این باور بودند که کیهان در دوران «طلوع کیهانی»، بسیار آشفته بوده و کهکشان‌ها کوچک و کم‌جرم بودند. با این حال، کشف آلاکناندا به شواهد فزاینده‌ای اضافه می‌کند که نشان می‌دهد جهان اولیه بسیار «خلاق‌تر» و «پیچیده‌تر» از آنچه تصور می‌شد، بوده است.

خانم جین نتیجه می‌گیرد: «پیدا کردن چنین کهکشان مارپیچی خوش‌ساختی در آن زمان دور، یک استثنای نادر است، اما چنین استثناهایی درک ما از گذشته اولیه جهان و نحوه شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها را به چالش می‌کشد.»

اطلاعاتی که ما از آلاکناندا داریم، مربوط به ۱۲ میلیارد سال پیش است؛ یعنی نوری که ۱۲ میلیارد سال سفر کرده تا به ما برسد. محققان برای درک نحوه شکل‌گیری بازوهای مارپیچی این کهکشان، قصد دارند مشاهدات تکمیلی را با تلسکوپ جیمز وب یا رصدخانه آلما در شیلی انجام دهند، زیرا به گفته آن‌ها، کلیدهای حال و آینده ما در گذشته نهفته است.