גלקסיה אורבת במקומות הרחוקים של היקום, רק 600 מיליון שנים לאחר ה, נותן לנו את ההצצה הטובה ביותר שלנו עד כה כיצד יכול היה להיראות שביל החלב התינוק שלנו.
מפוצץ בהיווצרות כוכבים, כלומרזה קיבל את הכינוי Firefly Sparkle. עם זאת, לאחר שעבר 13.2 מיליארד שנים כדי להגיע אלינו, ניתן לראות את האור ה"נוצץ" של הגלקסיה רק הודות לשילוב של טלסקופ החלל החזק ביותר שנבנה אי פעם ומוזרות כבידה שמכופפת את המרחב-זמן לזכוכית מגדלת.
כל כך מפורטת ההשקפה של Firefly Sparkle, שאסטרונומים הצליחו לזהות 10 צבירי כוכבים נפרדים, ולקבוע את מסת הגלקסיה כשהיא נוצרת וצומחת באופן פעיל בחשכת השחר הקוסמי.
"לא חשבתי שניתן יהיה לפתור גלקסיה שהייתה קיימת כל כך מוקדם ביקום לכל כך הרבה מרכיבים נפרדים, שלא לדבר על לגלות שהמסה שלה דומה לזו של הגלקסיה שלנו כשהיא הייתה בתהליך היווצרות."אומר האסטרופיזיקאי לאמיה מוואלהממכללת ולסלי בארה"ב.
"יש כל כך הרבה מתרחש בתוך הגלקסיה הקטנטנה הזו, כולל כל כך הרבה שלבים שונים של היווצרות כוכבים."
מיליארד השנים הראשונות של היקום מעוררות עניין רב לכל מי שחוקר את הקוסמוס. תקופה זו ידועה בשם השחר הקוסמי, והיא מכילה את התקופות שבהן כל החומר ביקום התחיל להתקבץ מהערפל הקדמון של החלקיקים, והפך לכוכבים וגלקסיות וכל מה שמרכיב את היקום סביבו.
ברור שאנחנו רוצים לדעת יותר על איך היקום נולד; אבל את השחר הקוסמי קשה מאוד לראות. זה כל כך רחוק שעצמים בתוכו בקושי נרשמים ככתמי אור לטלסקופים החזקים ביותר שלנו.
כאן נכנסת לתמונה עדשת הכבידה. כאשר משהו מאסיבי יושב בחלל, שדה הכבידה העצום שלו גורם למרחב-זמן עצמו להתעוות - קצת כמו הפעלת כדור באולינג על טרמפולינה מותחת את המזרן. אם לאחר מכן תגלגל גולה על מחצלת הטרמפולינה, היא תעבור בשביל מעוקל; כך גם האור העובר דרך עדשת כבידה עוקב אחר העקמומיות של המרחב-זמן המעוות.
כאשר הוא יוצא מהצד השני, האור נמרח לעתים קרובות, מעוות ומשוכפל במספר תמונות; אבל, מעל הכל, הוא מוגדל. אסטרונומים יכולים לקחת את כל האור המבולגן הזה וליישר אותו כדי לראות את הטבע האמיתי של המקור שהפיק אותו.
כך זה עם Firefly Sparkle. הוא ממוקם לאורך קו הראייה שלנו מאחורי צביר גלקסיות ענק בחזית שאורו נע במשך 5.3 מיליארד שנים כדי להגיע אלינו. אשכול זה הואידוע כמקור עדשות, ולפיכך מועמד ראשי ל-JWST, שיכולות האינפרה-אדום שלו מושלמות לחקר אור מרחוק שנמתח לאורכי גל אדומים יותר על ידי התפשטות היקום.
האור של ניצוץ גחלילית המוגדל על ידי צביר הגלקסיות נמתח למריחה ארוכה ונוצצת, שלאורכה ניתן לראות צבירי כוכבים נוצצים. החוקרים שיחזרו את האור הזה לגלקסיה קוהרנטית הדומה לטיפה הפורחת עם לידתם של כוכבים חדשים.
"השחזור שלנו מראה שגושים של כוכבים שנוצרים באופן פעיל מוקפים באור מפוזר מכוכבים לא פתורים אחרים."אומר האסטרופיזיקאי קרתייק איירמאוניברסיטת קולומביה בארה"ב. "הגלקסיה הזו ממש בתהליך של הרכבה."
מכיוון שאור הגלקסיה נמתח לתוך קשת, החוקרים הצליחו לזהות בקלות צבירי כוכבים בודדים ולקבוע את מסת הגלקסיה. זה די קל משקל, עם מסה שהיינו מצפים לראות בשביל חלב תינוק. בנוסף, צבירי הכוכבים מציגים צבעים שונים על פני הספקטרום.
הדבר מצביע על כך שהיווצרות כוכבים אינה בו זמנית, שכן כוכבים שונים בשלבי חיים שונים פולטים סוגים שונים של אור. כל אחד מהצבירים נמצא בשלב שונה של התפתחותו.ביחד, האשכולות מייצגים כמחצית מהמסה כולה של Firefly Sparkle. זוהי תובנה נדירה לתהליך ההרכבה הגלקטית.
רמז נוסף לגבי צמיחת הגלקסיה הוא שגלקסיות אחרות קרובות מאוד. שתי גלקסיות מסתובבות במרחקים מ-Firfly Sparkle של 6,500 שנות אור ו-42,000 שנות אור, בהתאמה.
זה מספיק קרוב לכך ששלוש הגלקסיות כנראה קשורות כבידה בריקוד מסלולי תלת כיווני - ויכול להיות השלב המוקדם של הדרך הקניבליסטית שבה גלקסיות צעירות גדלות. צמיחת שביל החלב, למשל, ניזונה על ידי.
"כבר זמן רב נחזה שגלקסיות ביקום המוקדם נוצרות באמצעות אינטראקציות עוקבות ומיזוגים עם גלקסיות זעירות אחרות."אומר האסטרופיזיקאי יושיהיסה אסאדהמאוניברסיטת קיוטו ביפן. "ייתכן שאנו עדים לתהליך הזה בפעולה".
הגלקסיה הקטנטנה העניקה לנו את אחד המבטים המפורטים ביותר שראינו אי פעם כיצד גדלים גלקסיות תינוקות, והיא מהווה הזדמנות נדירה להבין טוב יותר את הגלקסיה שלנו. אבל הזדמנויות כאלה כבר הופכות פחות נדירות.
"זו רק הראשונה מבין הרבה גלקסיות כאלה ש-JWST יגלה",אומר האסטרונום Maruša Bradačשל אוניברסיטת לובליאנה בסלובניה.
"בדיוק כמו שמיקרוסקופים מאפשרים לנו לראות גרגרי אבקה מצמחים, הרזולוציה המדהימה של ווב והכוח המגדיל של עדשות כבידה מאפשרים לנו לראות את החלקים הקטנים בתוך הגלקסיות. הצוות שלנו מנתח כעת את כל הגלקסיות המוקדמות, והתוצאות מצביעות כולן על אותו כיוון: עדיין לא למדנו הרבה יותר על האופן שבו הגלקסיות המוקדמות הללו נוצרו."
המחקר פורסם בטֶבַע.
