كتب – رامز يوسف:
وفقًا للبيانات الصادرة عن تلسكوبي هابل وجيمس ويب الفضائيين، كانت أصول الفوتونات الحرة الطائرة في فجر الكون المبكر عبارة عن مجرات قزمة صغيرة توهجت بالحياة، ما أدى إلى إزالة ضباب الهيدروجين العكر الذي ملأ الفضاء بين المجرات.
قالت عالمة الفيزياء الفلكية إيرينا تشيميرينسكا من معهد الفيزياء الفلكية في باريس: “يثبت هذا الاكتشاف عن الدور الحاسم الذي لعبته المجرات شديدة الخفّة في تطور الكون المبكر.. إنها تنتج فوتونات مؤينة تحول الهيدروجين المحايد إلى بلازما مؤينة أثناء إعادة التأين الكوني. ويسلط الضوء على أهمية فهم المجرات ذات الكتلة المنخفضة في تشكيل تاريخ الكون”.
في بداية الكون، وبعد دقائق من الانفجار العظيم، امتلأ الفضاء بضباب كثيف ساخن من البلازما المؤينة. وما كان ليخترق هذا الضباب إلا القليل من الضوء؛ كانت الفوتونات تتشتت ببساطة عن الإلكترونات الحرة العائمة حولها، الأمر الذي جعل الكون مظلماً فعلياً.
ومع برودة الكون، بعد حوالي 300 ألف عام، بدأت البروتونات والإلكترونات تتجمع لتكوين غاز الهيدروجين المحايد (وقليل من الهيليوم).
كان معظم الأطوال الموجية للضوء قادرا على اختراق هذا الوسط المحايد، ولكن لم يكن هناك سوى القليل من مصادر الضوء لإنتاجه. ومن هذا الهيدروجين والهيليوم، ولدت النجوم الأولى.
أطلقت تلك النجوم الأولى إشعاعاً كان قوياً بما يكفي لتقشير الإلكترونات بعيداً عن نواتها وإعادة تأين الغاز. وبحلول هذه النقطة، كان الكون قد توسع كثيراً لدرجة أن الغاز كان منتشراً، ولم يكن قادراً على منع الضوء من التألق.
بعد حوالي مليار سنة من الانفجار العظيم، نهاية الفترة المعروفة باسم الفجر الكوني، كان الكون قد أعيد تأينه بالكامل. وهكذا أضاءت الأنوار.
ولكن بسبب وجود الكثير من الضبابية في الفجر الكوني، ولأنه خافت للغاية وبعيد عبر الزمان والمكان، فقد واجهنا صعوبة في رؤية ما هو موجود هناك.
اعتقد العلماء أن المصادر المسؤولة عن معظم هذا التطهير لابد وأن تكون قوية – الثقوب السوداء الضخمة التي ينتج تراكمها ضوءًا ساطعًا، على سبيل المثال، والمجرات الكبيرة في خضم تكوين النجوم (تنتج النجوم الوليدة الكثير من الأشعة فوق البنفسجية).
صُمم تلسكوب جيمس ويب، جزئيًا، للنظر في الفجر الكوني ومحاولة معرفة ما يختبئ فيه. كان ناجحًا للغاية، وكشف عن كل أنواع المفاجآت حول هذا الوقت الحاسم في تكوين كوننا. والمثير للدهشة أن ملاحظات التلسكوب تشير الآن إلى أن المجرات القزمة هي اللاعب الرئيسي في إعادة التأين.
اتجه فريق دولي بقيادة عالم الفيزياء الفلكية حكيم عتيق من معهد الفيزياء الفلكية في باريس إلى بيانات تلسكوب جيمس ويب حول مجموعة مجرات تسمى Abell 2744، مدعومة ببيانات من تلسكوب هابل.
المجرة Abell 2744 كثيفة للغاية لدرجة أن الزمكان ينحني حولها، ويشكل عدسة كونية؛ وأي ضوء بعيد يسافر إلينا عبر هذا الزمكان يصبح مكبرًا. وسمح هذا للباحثين برؤية مجرات قزمة صغيرة قريبة من الفجر الكوني.
ثم استخدموا تلسكوب جيمس ويب للحصول على أطياف مفصلة لهذه المجرات الصغيرة. وكشف تحليلهم أن هذه المجرات القزمة ليست فقط أكثر أنواع المجرات وفرة في الكون المبكر، بل إنها أكثر سطوعًا مما كان متوقعًا.
يظهر بحث الفريق أن المجرات القزمة تفوق المجرات الكبيرة عددًا بنسبة 100 إلى 1، وأن ناتجها الجماعي يبلغ 4 أضعاف الإشعاع المؤين المفترض عادة للمجرات الأكبر.
وقال أتيك: “تبعث هذه القوى الكونية مجتمعة طاقة أكثر من كافية لإنجاز المهمة.. على الرغم من صغر حجمها، فإن هذه المجرات ذات الكتلة المنخفضة تنتج كميات هائلة من الإشعاع النشط، ووفرتها خلال هذه الفترة كبيرة للغاية لدرجة أن تأثيرها الجماعي يمكن أن يحول حالة الكون بالكامل”.
إنه أفضل دليل حتى الآن على القوة وراء إعادة التأين، ولكن هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به. نظر الباحثون إلى رقعة صغيرة من السماء؛ يحتاجون إلى التأكد من أن العينة ليست مجرد مجموعة شاذة من المجرات القزمة، بل هي عينة تمثيلية لجميع الأجسام الأولى في الفجر الكوني.
قال عالم الفيزياء الفلكية ثيميا ناناياكارا من جامعة سوينبورن للتكنولوجيا في أستراليا: “لقد دخلنا الآن منطقة مجهولة مع تلسكوب جيمس ويب.. يفتح هذا العمل المزيد من الأسئلة المثيرة التي نحتاج إلى الإجابة عليها في جهودنا لرسم التاريخ التطوري لبداياتنا”.
نُشر البحث في مجلة Nature.
اقرأ أيضا:
