לידת הגלקסיות המוקדמות ביותר ביקום שנצפו בפעם הראשונה

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב, חוקרי אוניברסיטת קופנהגן הפכו לראשונים לראות את היווצרותן של שלוש מהגלקסיות המוקדמות ביותר ביקום, לפני יותר מ-13 מיליארד שנה. התגלית המרעישה תורמת ידע חשוב על היקום ומתפרסמת כעת בכתב העת מַדָע.

פרסומת

לראשונה בתולדות האסטרונומיה, חוקרים במכון נילס בוהר היו עדים להולדתן של שלוש מהגלקסיות המוקדמות ביותר ביקום, איפשהו בין 13.3 ל-13.4 מיליארד שנים.

התגלית נעשתה באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שהביא את 'התצפיות החיות' הראשונות הללו של גלקסיות מעצבות אלינו כאן על כדור הארץ.

באמצעות הטלסקופ הצליחו החוקרים לראות אותות מכמויות גדולות של גז המצטברים ומצטברים למיני גלקסיה בתהליך בנייה. אמנם כך נוצרות גלקסיות על פי תיאוריות והדמיות ממוחשבות, אך מעולם לא נצפה בכך.

"אפשר לומר שאלו התמונות ה'ישירות' הראשונות של היווצרות גלקסיות שראינו אי פעם. בעוד שג'יימס ווב הראה לנו בעבר גלקסיות מוקדמות בשלבים מאוחרים יותר של האבולוציה, כאן אנו עדים לעצם לידתן, וכך, בניית מערכות הכוכבים הראשונות ביקום", אומר עוזר פרופסור קספר אלם היינץ ממכון נילס בוהר, שהוביל את המחקר החדש.

גלקסיות שנולדו זמן קצר לאחר המפץ הגדול

החוקרים מעריכים שהלידה של שלוש הגלקסיות התרחשה בערך 400-600 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול, הפיצוץ שהחל את הכל. אמנם זה נשמע כמו זמן רב, אבל זה מתאים לגלקסיות שנוצרות במהלך שלושת עד ארבעה האחוזים הראשונים של 13.8 מיליארד שנות החיים הכוללות של היקום.

זמן קצר לאחר המפץ הגדול, היקום היה גז עצום אטום של אטומי מימן – שלא כמו היום, שם שמי הלילה מנומרים בשמיכה של כוכבים מוגדרים היטב.

"במהלך כמה מאות מיליוני השנים שלאחר המפץ הגדול, הכוכבים הראשונים נוצרו, לפני שכוכבים וגז החלו להתלכד לגלקסיות. זהו התהליך שאנו רואים את תחילתו בתצפיות שלנו", מסביר פרופסור-משנה דראך ווטסון.

לידת הגלקסיות התרחשה בתקופה בתולדות היקום המכונה עידן היינון, כאשר האנרגיה והאור של כמה מהגלקסיות הראשונות פרצו דרך ערפילי גז המימן.

בדיוק כמויות גדולות אלו של גז מימן לכדו החוקרים באמצעות ראיית האינפרא אדום של טלסקופ החלל ג'יימס ווב. זוהי המדידה הרחוקה ביותר של גז המימן הקר והנייטרלי, שהוא אבן הבניין של הכוכבים והגלקסיות, שגילו חוקרים מדעיים עד כה.

מוסיף להבנת המקורות שלנו

המחקר נערך על ידי קספר אלם היינץ, בשיתוף פעולה הדוק עם, בין היתר, עמיתיו למחקר דראך ווטסון, גבריאל ברמר והסטודנטית לדוקטורט סימון ויילגארד ממרכז השחר הקוסמי במכון נילס בוהר באוניברסיטת קופנהגן – מרכז שמטרתו המוצהרת היא לחקור ולהבין את שחר היקום. התוצאה האחרונה הזו מקרבת אותם הרבה יותר לעשות בדיוק את זה.

צוות המחקר כבר הגיש בקשה לזמן תצפית נוסף עם טלסקופ החלל ג'יימס ווב, בתקווה להרחיב את התוצאה החדשה שלהם וללמוד יותר על התקופה המוקדמת ביותר בהיווצרות הגלקסיות.

"לעת עתה, מדובר על מיפוי התצפיות החדשות שלנו על גלקסיות שנוצרות בפירוט אפילו יותר מבעבר. במקביל, אנחנו מנסים כל הזמן לדחוף את הגבול של כמה רחוק החוצה לתוך היקום שאנחנו יכולים לראות. אז אולי אנחנו תגיע אפילו רחוק יותר", אומרת סימון ויילגארד.

לדברי החוקר, הידע החדש תורם למענה על אחת השאלות הבסיסיות ביותר של האנושות.

"אחת השאלות הבסיסיות ביותר שאנו בני האדם תמיד שאלנו היא: 'מאיפה באנו?'. כאן, אנו מחברים עוד קצת מהתשובה על ידי שופך אור על הרגע שבו נוצרו כמה מהמבנים הראשונים של היקום. זה תהליך שנחקור עוד יותר, עד שבתקווה נוכל להתאים אפילו יותר חלקים מהפאזל", מסכם פרופסור-משנה גבריאל ברמר.

המחקר נערך על ידי החוקרים Kasper E. Heintz, Darach Watson, Gabriel Brammer, Simone Vejlgaard, Anne Hutter, Victoria B. Strait, Jorryt Matthee, Pascal A. Oesch, Pall Jakobsson, Nial R. Tanvir, Peter Laursen, Rohan P. Naidu, Charlotte A. Mason, Meghanna Killi, Intae Jung, Tiger Yu-Yang Hsiao, Abdurro'uf, Dan Coe, Pablo Arrabal Haro, Steven L. Finkelstein, & Sune Toft.

החלק הדני של המחקר ממומן על ידי קרן המחקר הלאומית הדנית וקרן קרלסברג.

איך הם עשו את זה

חוקרים הצליחו למדוד את היווצרות הגלקסיות הראשונות של היקום על ידי שימוש במודלים מתוחכמים של האופן שבו אור מגלקסיות אלו נספג בגז הנייטרלי שנמצא בתוכם וסביבן. מעבר זה ידוע כמעבר לימן-אלפא.

על ידי מדידת האור, החוקרים הצליחו להבחין בין גז לגלקסיות החדשות שנוצרו מגזים אחרים. מדידות אלו היו אפשריות רק הודות ליכולות הספקטרוגרף האינפרא אדום הרגיש להפליא של טלסקופ החלל ג'יימס ווב.

על היקום המוקדם

היקום החל את "חייו" לפני כ-13.8 מיליארד שנים בפיצוץ אדיר – המפץ הגדול. האירוע הוליד שפע של חלקיקים תת-אטומיים כמו קווארקים ואלקטרונים. חלקיקים אלו התקבצו ויצרו פרוטונים וניוטרונים, אשר מאוחר יותר התלכדו לגרעיני אטום. בערך 380,000 שנים לאחר המפץ הגדול, אלקטרונים החלו להקיף גרעיני אטום, והאטומים הפשוטים ביותר של היקום נוצרו בהדרגה.

הכוכבים הראשונים נוצרו לאחר כמה מאות מיליוני שנים. ובתוך ליבם של הכוכבים האלה נוצרו האטומים הגדולים והמורכבים יותר שיש לנו סביבנו.

מאוחר יותר, כוכבים התלכדו לגלקסיות. הגלקסיות העתיקות ביותר המוכרות לנו נוצרו כ-3-400 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול. מערכת השמש שלנו נוצרה לפני כ-4.6 מיליארד שנים – יותר מ-9 מיליארד שנים לאחר המפץ הגדול.



קישור לכתבת המקור – 2024-05-23 22:37:08

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר

זמרי אופרה צריכים להשתמש בגבולות הקיצוניים של טווח הקול שלהם. מקורות פדגוגיים ומדעיים רבים מצביעים…