يشرح علماء الفلك وفرة المجرات “الميتة” في الكون المبكر

بمساعدة مرصد جيمس ويب الفضائي، تم اكتشاف العديد من المجرات الضخمة “الميتة” في بداية الكون. ولا تشكل هذه الأجسام نجومًا جديدة عمليًا، على الرغم من أنها كانت موجودة في عصر كان فيه الكون صغيرًا جدًا. لقد افترض الباحثون منذ فترة طويلة أن السبب يكمن في التدفق القوي للغاز – الرياح المجرية، التي تحرم المجرة من المواد اللازمة لمزيد من تكوين النجوم. صحيح أنه لم يكن هناك دليل مباشر على أن مثل هذه الرياح في بداية الكون كانت قوية بما يكفي لوقف نمو المجرات. ولاحظ مؤلفو الدراسة، التي نشرت في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، نظام CRISTAL-02 بعد حوالي 1.1 مليار سنة من الانفجار الكبير. وتقوم هذه المجرة بتكوين النجوم بشكل نشط – ما يقرب من 260 كتلة شمسية سنويا، وهو أعلى بثلاث مرات من المعدل المتوسط ​​للأجسام ذات كتلتها في تلك الحقبة. وتبين أن النظام يمر باندماج عدة شظايا مجرية، ويوجد بداخله مناطق كبيرة من تشكل النجوم المكثفة. ومن خلال تتبع توزيع الغاز البارد من خلال انبعاث الكربون المتأين باستخدام مقياس التداخل الراديوي ALMA ودراسة حركة وخصائص الغاز المتأين باستخدام مرصد جيمس ويب الفضائي، اكتشف علماء الفلك “عمودًا” غازيًا عملاقًا. وكان مدىها من المجرة حوالي 22800 سنة ضوئية. يتحرك الغاز الموجود في هذا الهيكل نحو الأرض ويتمتع بسرعة عالية واضطراب – وهي علامات مميزة لقذف المادة.

يشار إلى أن القذف كان على شكل مخروطين موجهين في اتجاهين متعاكسين من منطقة التكوين النجمي الأكثر نشاطا. هذه الهندسة معروفة جيدًا لعلماء الفلك من المجرات القريبة، حيث تخلق المستعرات الأعظمية والنجوم الشابة ما يسمى بالرياح الفائقة. كما لوحظت آثار موجات الصدمة في الغاز، والتي تنشأ عندما يتم إطلاقه بسرعة في الفضاء بين المجرات. وبلغت سرعة التدفق القصوى، حسب الحسابات، حوالي 640 كيلومترا في الثانية، ومع الأخذ في الاعتبار اتجاه النظام، يمكن أن تتجاوز 1000 كيلومتر في الثانية. وبما أن هذا مشابه لسرعة الهروب من المجرة، فإن جزءًا كبيرًا من الغاز قد يغادرها إلى الأبد. ومن المثير للاهتمام أن القذف يحتوي على حوالي 1.5 مليار كتلة شمسية من الغاز. علاوة على ذلك، تحمل الرياح المادة بسرعة تزيد عن 500 كتلة شمسية سنويًا – أي ما يقرب من ضعف السرعة التي تتمكن بها المجرة من تحويل الغاز إلى نجوم جديدة. وإذا استمرت هذه العملية ولم يتم تجديد الاحتياطيات، فمن الممكن أن يتم استنفاد “المخزن” الجزيئي للمجرة بالكامل في أقل من 100 مليون سنة.

في العديد من المجرات، يتم إنشاء رياح مماثلة بواسطة الثقوب السوداء الهائلة في النوى النشطة. ومع ذلك، لم يتم العثور على أي علامات على وجود نواة نشطة في CRISTAL-02. وفي الوقت نفسه، أشارت الخصائص الطيفية إلى أن المحرك الرئيسي لهذه العملية، على ما يبدو، كان النجوم الشابة وانفجارات السوبرنوفا. تتزامن الطاقة الصادرة عن الأخير عمليا مع طاقة تدفق الغاز المرصود. وبعد مقارنة الجسم الجديد بما يقرب من 100 رياح مجرية معروفة من عصور مختلفة، توصل الباحثون إلى نتيجة غير متوقعة. وعلى الرغم من الفارق الهائل في الزمن -ما يقرب من 12 مليار سنة من التاريخ الكوني- فإن كفاءة مثل هذه الرياح النجمية ظلت دون تغيير تقريبًا. وهذا يعني أن آليات ردود الفعل النجمية عملت في الكون الشاب بنفس الطريقة التي تعمل بها اليوم. قد يمثل CRISTAL-02 لحظة انتقال نادرة من النمو الهائل إلى الانخفاض. تشهد المجرة حاليًا موجة من تشكل النجوم، من المحتمل أن يكون سببها اندماجها مع جيرانها. ولكن في الوقت نفسه، بدأت الرياح القوية بالفعل في حرمانها من الوقود. إن مثل هذه العمليات بالتحديد، وفقًا لمؤلفي العمل العلمي، هي التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور أول مجرات نائمة ضخمة موجودة الآن في الكون المبكر.