الملاحظات الجديدة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا كشفَت سرّ عنقود مجري شاب لكنه بشكل غير متوقع ناضج في الكون المبكر العميق.
وفقاً لتقرير إيتنا ونقلاً عن SciTechDaily، أظهرت مجموعة بحثية بقيادة علماء أيبيك، وهو مركز علمي وبيانات في معهد كاليفورنيا للتقنية، في ثلاث مقالات حديثة أن هذا العنقود يمثل أبعد مثال معروف للعدسة الجاذبية القوية الناتجة عن عنقود مجري.
هذه النتائج، المبنية على ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي، قُدمت في الاجتماع رقم 248 لجمعية علم الفلك الأمريكية. فور ملاحظة العنقود المجري XLSSC 122 أدرك الفلكيون أنه غير اعتيادي.
على الرغم من أن هذا العنقود يقع على بعد أكثر من 10 مليارات سنة ضوئية، أي في حقبة كانت فيها مجموعات المجرات الأخرى في مراحل تكوّنها المبكرة، بدا هذا العنقود متقدماً جداً في تطوره.
القدرة الفريدة لجيمس ويب على جمع الضوء وكشف التفاصيل الدقيقة أظهرت أن XLSSC 122 مصطف مع مجرة أو أكثر أبعد. نتيجة لهذا الاصطفاف العرضي، تقوم جاذبية العنقود القوية بثني ضوء المجرة الأبعد وتنتج تأثيراً نادراً جداً يُسمى العدسة الجاذبية القوية.
هذا التأثير أتاح للعلماء قياس كتلة XLSSC 122 بدقة أكبر. كايل فاينر، عالم أيبيك والمؤلف الرئيسي للمقال الأول، يقول في هذا الصدد: «عندما استلمنا الصور الأولى من جيمس ويب قلنا: 'واو، انظروا إلى هذا، العدسة الجاذبية القوية آتية من هذا العنقود!'»
العنقود XLSSC 122 يملك الآن الرقم القياسي لأبعد عنقود مجري يظهر عدسة جاذبية قوية، وهو أداة قيّمة للفلكيين. هذا الاصطفاف المحظوظ أعطى الفلكيين أدق رؤية لكيفية توزيع الكتلة داخل عنقود مجري بدائي من عصر "الظهر الكوني" (قبل نحو 10 مليارات سنة).
في تلك الحقبة الحاسمة، بدأت عناقيد المجرات تتشكل بأعداد كبيرة وبلغ معدل تكوين النجوم ذروته.
عنقود XLSSC 122 استمر في مفاجأة التوقعات. كتلته مركزة بشدة نحو مركز العنقود. العثور على مثل هذا التركيز البنيوي في أوائل تاريخ الكون يصعّب التوافق مع نماذج الكون المعيارية.
فاينر يصرح: «XLSSC 122 هو واحد من أوائل العناقيد التي نعرف أنها تشكلت في الكون ويملك تركيز كتلي لا يتوافق مع توقعات نموذجنا الكوني».
بعد تحديد العدسة الجاذبية القوية، نشر فاينر وزملاؤه مقالتين أخريين استخدما فيهما جيمس ويب لفحص خصائص أخرى لهذا العنقود. إجمالاً، تُظهر النتائج أن XLSSC 122 هو مثال محوري لتكوين العناقيد المجرية في عصر الظهر الكوني.
تجدر الإشارة إلى أن المادة المرئية في XLSSC 122 تشكّل جزءاً صغيراً فقط من تأثير العدسة الجاذبية القوية. معظم هذا التأثير ناشئ عن المادة المظلمة. المادة المظلمة أساسية للكون لأنها تساعد في إبقاء المجرات معاً وتشكل البنية على المقياس الكبير للكون.
قياس توزيع المادة المظلمة في XLSSC 122 يوفّر اختباراً قوياً للنماذج الكونية. فاينر يقول: «العدسة الجاذبية القوية طريقة لقياس المادة المظلمة دون رؤيتها مباشرة وهي كاشف حساس لنماذجنا الكونية».
في المقال الثاني، درست المجموعة البحثية نوعاً أدق من العدسة الجاذبية يُسمى العدسة الضعيفة، التي تسبب تشويهات أصغر بكثير في أشكال المجرات. هذه المشاهدات الأوسع، مع مراقبات الأشعة السينية والراديوية، أظهرت أن XLSSC 122 لا يزال في طور الاندماج.
في المقال الثالث استخدموا جيمس ويب لتعقب الضوء داخل العنقود، وهو توهّج خافت للنجوم التائهة بين مجرات العنقود.
هذا أقدم اكتشاف معروف للضوء داخل العنقود. كما وجدت المجموعة البحثية أن التوزيع المركزي للضوء داخل العنقود يتطابق بقوة مع تركيزات المادة المظلمة المكشوفة بواسطة العدسة الجاذبية القوية.
فاينر وزملاؤه يأملون الآن في تحديد ودراسة مزيد من العناقيد المجرية البعيدة جداً. جيمس ويب لم يُصمم لاكتشاف عدد كبير من مثل هذه الأجرام النادرة، لذا يحتاج الفلكيون إلى مسوحات سماوية بالأشعة السينية والراديو.