مجرة بها شريط تم العثور عليها في بداية الكون ولا ينبغي أن تكون هناك

الشريط المجري أو الشريط المجري عبارة عن بنية ممدودة من النجوم توجد في حوالي 45% من المجرات القرصية الحديثة. درب التبانة لديها أيضا. كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن الشريط يتشكل بسبب عدم الاستقرار في القرص النجمي أثناء التطور الطبيعي للمجرة على مدى مليارات السنين. ولكن مع إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي، بدأ علماء الفلك في العثور على المجرات المحظورة في بداية الكون. وتعزز الحسابات والملاحظات النظرية ثقة العلماء بأن التطور الطبيعي للأجسام في بداية الكون كان أسرع بكثير مما هو عليه اليوم. باستخدام حسابات الكمبيوتر، كان من الممكن إظهار أن الجسر يمكن أن يتشكل خلال مليار سنة إذا كانت الباريونات تهيمن على القرص، أي المادة العادية، وليس المادة المظلمة، كما هو الحال في المجرات الحديثة. ومع ذلك، ظلت مسألة وفرة الغاز قائمة. ومن المفترض أن تمنع وفرة الغاز تكوين الجسور، كما أظهرت العديد من الدراسات. لذلك، كانت هناك اقتراحات بأن المجرات المحظورة المبكرة ببساطة “امتصت” غازها بسرعة كبيرة. يبدو الأمر منطقيًا، لكنه يتناقض مع بيانات الرصد الفعلية، فمجرات الكون المبكر غنية للغاية بالغاز. على سبيل المثال، في المجرة المبكرة J0107a، الموصوفة في عام 2025، يشكل الغاز نصف الكتلة الإجمالية للشريط، بينما في المجرات الحديثة عادة لا تتجاوز هذه القيمة 10٪. أظهرت دراسة جديدة أن وفرة الغاز لا تمنع التكوين السريع لجسر في مجرات الكون المبكر. توصل العلماء إلى هذا الاستنتاج بعد دراسة مفصلة للمجرة GN20. النتائج متاحة للجمهور على arXiv.org.

GN20 هي مجرة ​​قرصية ضخمة وغنية بالغاز في بداية الكون. نراها كما كانت بعد 1.5 مليار سنة من الانفجار الكبير (الانزياح الأحمر 4.055). تم وصفه لأول مرة في عام 2010 واستمرت دراسته. وأظهرت الملاحظات أن القرص، الذي تبلغ كتلته حوالي 5.4×1011 كتلة شمسية (10 أضعاف كتلة قرص درب التبانة)، تهيمن عليه مادة باريونية عادية، وعلى شكل غاز. اكتشف مؤلفو العمل العلمي الجديد وصلة عبور يبلغ قطرها حوالي سبعة كيلو فرسخ فلكي في قرص GN20. هذا هو أقدم شريط (يبلغ عمر الكون 1.5 مليار سنة فقط) تم اكتشافه مباشرة في مثل هذه المجرة الغنية بالغاز. تم الكشف عن البنية الداخلية للمجرة، المخفية بالغبار، بفضل أدوات جيمس ويب. تنتج عمليات المحاكاة الحاسوبية مجرات متشابهة جدًا في البنية مع GN20. على اليمين: التوقيت النموذجي لتشكيل الجسر كدالة لمحتوى غاز القرص / © Leindert A. Boogaard et al. arXiv (2026) لا بد أن مثل هذا الجسر العملاق قد استغرق تشكيله مليارات السنين. علاوة على ذلك، ووفقا للنماذج المقبولة، كان من المفترض أن يتدخل الغاز في تكوينه. نتائج المحاكاة الحاسوبية الجديدة تدحض هذه الافتراضات. وكما اكتشف مؤلفو الدراسة الجديدة، فإن نسبة عالية من الغاز المضطرب في القرص، على العكس من ذلك، تساهم في التكوين السريع للجسر. إنه يوفر نفس عدم الاستقرار الذي توفره التفاعلات النجمية في المجرات الحديثة. يُعتقد أن معظم المجرات تمر بمرحلة ارتفاع محتوى الغاز أثناء تطورها. وبما أن الأقراص الغنية بالغاز يمكن أن تشكل جسورًا بسرعة، فمن المحتمل أن يتم العثور في النهاية على مجرات سابقة بمثل هذا الهيكل. يلعب الشريط دورًا مهمًا في تطور المجرة. إنه “يبطل” الدوران الهادئ للقرص، ويوجه الغاز نحو المركز. يؤدي تدفق المادة إلى تسريع عملية تكوين النجوم ونمو الثقب الأسود الهائل.

ربما نشأت المجرات “النائمة” الضخمة في الكون المبكر، التي اكتشفها جيمس ويب، على وجه التحديد نتيجة للتطور السريع – التشكيل المتسارع للجسر وتكوين النجوم النشط. ولذلك، فإن دراسة تطور مثل هذه الهياكل – سواء كانت تتشكل بسرعة أو ببطء – تساعد في تفسير تنوع المجرات ليس فقط في بداية الكون، ولكن أيضًا في الكون الحديث.