نتج عن البحث في الانفجار العظيم اكتشاف أقدم وأبعد مجرة تم رصدها على الإطلاق ، وجدت في العصور المظلمة الغامضة للكون.
لطالما كان الفلاسفة والعلماء مفتونين ببزوغ فجر الوجود والزمن ، ولكن فقط منذ ظهور التكنولوجيا الحديثة في العقود الأخيرة ، بدأ أعظم عقول العالم في فهم معنى الانفجار العظيم بشكل صحيح.
تقبل النماذج الكونية الحالية عمومًا أن الكون بدأ مع الانفجار العظيم ، منذ حوالي 13.8 مليار سنة.
ومع ذلك ، لا يزال علماء الفلك غير متأكدين من شكل الكون الناشئ خلال هذه الفترة المبكرة ، والتي أطلق عليها اسم "العصور المظلمة" الكونية.
ولكن بعد دفع الأدوات المتقدمة إلى أقصى الحدود ، يكافأ علماء الفلك الآن باكتشاف أقدم وأبعد مجرة تم رصدها على الإطلاق.
من المعروف أن العصور المظلمة الكونية بدأت بعد 370000 سنة من الانفجار العظيم واستمرت لمليار سنة أخرى.
كانت المصادر الوحيدة للضوء خلال هذه الفترة هي الفوتونات ، والتي لا تزال قابلة للاكتشاف حتى اليوم كخلفية للموجات الكونية ، والانبعاثات من ذرات الهيدروجين المحايدة.
يعني توسع الكون أن الضوء المنبعث من هذه الفوتونات قد تحول إلى درجة تجعلها غير مرئية إلى حد كبير لعلماء الفلك.
يُعرف هذا التأثير باسم "الانزياح الأحمر" ، وهو لا يختلف عن تأثير دوبلر ، حيث يطول الطول الموجي للضوء - أو "يتحول" - باتجاه النهاية الحمراء للطيف أثناء عبوره الكون في التوسع السريع.
والأجسام التي تقترب من مجرتنا لها تأثير معاكس. ينتج عن هذا تقصير الطول الموجي والانتقال نحو النهاية الزرقاء للطيف ، في ظاهرة تعرف باسم "التحول الأزرق".
لطالما استخدم علماء الفلك هذه التأثيرات لحساب مسافة المجرات بدقة ومعدل تمدد الكون.
تؤكد النتائج الجديدة التي تم الحصول عليها بمساعدة تلسكوب Keck I في هاواي أن GN-z11 هي أبعد مجرة ، وبالتالي فهي الأقدم حتى الآن.
قال البروفيسور نوبوناري كاشيكاوا من جامعة طوكيو ، أحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة ، في بيان: "من الدراسات السابقة ، يبدو أن GN-z11 هي أبعد مجرة يمكن اكتشافها ، حيث يبلغ عمرها 13.4 مليار سنة ضوئية.
قام الباحثون بفحص خطوط انبعاثات الكربون المنبعثة من GN-z11 ، الواقعة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية عندما خرجت من المجرة ، قبل تغيير نهاية الأشعة تحت الحمراء بشكل كبير عندما تصل إلى الأرض.
يشير هذا الانزياح الأحمر الكبير إلى أن هذه المجرة كانت موجودة منذ حوالي 13.4 مليار سنة ، أي بعد 400 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.
لذلك ، فإن GN-z11 بعيدة جدًا لدرجة أنها تحدد بالفعل حدود الكون المرئي.
على الرغم من أن هذه المجرة قد تم رصدها بالفعل بواسطة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ، إلا أن مرصد كيك لم يتمكن الآن إلا من إجراء قياسات دقيقة.
على وجه التحديد ، سمح MOSFIRE للباحثين بإنتاج تقديرات المسافة المحسّنة بمعامل 100 من القياسات السابقة.
وأضاف البروفيسور كاشيكاوا: "اكتشف تلسكوب هابل الفضائي آثارًا عدة مرات في طيف GN-z11. ومع ذلك ، حتى هابل لا يمكنه حل خطوط انبعاث الأشعة فوق البنفسجية إلى الدرجة التي نحتاجها. لذلك لجأنا إلى مقياس طيفي قائم على الأرض. Modern ، وهي أداة لقياس خطوط الانبعاث تسمى MOSFIRE ". مثبتة على تلسكوب Keck I في هاواي ".
ومع ذلك ، سيتعين على علماء الفلك الانتظار لفترة أطول قبل أن تؤكد المزيد من الملاحظات أن GN-z11 هي في الواقع المجرة الأبعد التي تم رصدها على الإطلاق.
يتوقع علماء الفلك تسريع مثل هذه الأبحاث بسرعة عندما يتم إطلاق تلسكوبات الجيل التالي ، مثل جيمس ويب.
في النهاية ، ستسمح هذه الأدوات لعلماء الفلك بدراسة فترة "العصور المظلمة" غير المفهومة بدقة غير مسبوقة.