آشکارسازهای تلسکوپ فضایی جیمز وب با نگاهی عمیق به گذشته، جزئیات بیسابقهای از برخی قدیمیترین ساختارهای کیهان را آشکار میکنند.
تصاویر قدیمی با کمک این تلسکوپ به بالاترین حد وضوح میرسند و نمایی جدید در پیش روی ما پدید میآورند. یکی از این بررسیهای مجدد انجام شده از یک کهکشان اولیه پرانرژی، بسیاری از ستارهشناسان را تحت تأثیر قرار داده است.
تلسکوپ جیمز وب نشان میدهد که این واحد کهکشانی منفرد در واقع شش کهکشان هستند که با هم برخورد میکنند تا مسیری برای تولد ستارههای تازه ایجاد کنند.
در سال 2013، ستاره شناسان با استفاده از دادههای رصدخانه فضایی هرشل، اولین کهکشان ستاره ساز را کشف کردند که تاکنون دیده شده است. انفجار در درزهای ستارههای جدید زمانی که کیهان تنها حدود 850 میلیون سال سن داشت، وجود این جرم که HFLS3 نامیده می شود، سناریوهای پذیرفته شده برای سرعت رشد کهکشان ها را به چالش می کشد. سحابی عظیم الجثه برخلاف داشتن جرم تقریباً یکسان ستارگان جدیدی را با سرعتی حدود 2000 برابر بزرگتر از کهکشان راه شیری ما به وجود آورد.
ستاره شناسان معتقد بودند که در دوران کودکی کیهان، کهکشانها نباید با چنین نرخ تولد بالایی به این بزرگی باشند. چندین تیم با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل و چندین تلسکوپ زمینی سعی کردند دوباره از این کهکشان تصویربرداری کنند. با این حال، عکسها فقط به اثرات قوی سایر منابع نزدیک اشاره میکنند - با تأثیر بالقوه لنز گرانشی، که در آن اجسام عظیم نزدیکتر به ما، پرتوهای نور اجسام دور پشت خود را تقویت و بزرگنمایی میکنند.
اکنون با دادههای جدید، دانشمندان پیشنهاد کردهاند که HFLS3 یک کهکشان منفرد پر ستاره نیست. گرت جونز (دانشگاه آکسفورد)، سرپرست تیم، میگوید: "این کهکشان در واقع یک سیستم تعاملی از کهکشانها در کیهان اولیه بود، که هنوز بسیار درخشان و ستارهزا هستند، اما بهعنوان یک مجموعه کهکشانی و نه یک منبع واحد"
مشاهدات جدید بخشی از یک برنامه جیمزوب به نام مونتاژ کهکشان با طیفسنجی میدان انتگرال NIRSpec بود. این همکاری 40 کهکشان از دورترین و عظیمترین کهکشانها را هدف قرار میدهد تا حتی کوچکترین فضاهای اطرافشان را با جزئیات زیاد حل کند. واحد میدان یکپارچه طیفنگار در سپتامبر 2022 چشم خود را به منطقه تابشی HFLS3 انداخت. تیمی به رهبری جونز مجموعهای از تصاویر را تولید کردند که روشنایی را در طول موجها و میدانهای دید مختلف نشان میداد. آنها سپس حرکات و گرمایش گازهای کهکشان را تجزیه و تحلیل کردند و مدلسازی کردند که عدسی گرانشی چقدر میتواند بر نور خروجی تأثیر بگذارد. با انجام این کار، آنها تصویر دقیق تری از HFLS3 را بازسازی کردند.
جونز انتظار داشت حرکت چرخشی معمولی گاز را که در کهکشان های اولیه مشابه مشاهده می شود، ببیند. او میگوید: "اما به جای یک [کهکشان] در حال چرخش، ما کهکشانهای کوچک زیادی داشتیم."
بر اساس تجزیه و تحلیل، بخش عمده ای از HFLS3 از سه جفت کهکشان کوچک با ارتباطی نزدیک تشکیل شده است. فقط یکی از این جفت ها توسط دو کهکشان پیش زمینه مجزا بزرگ شده است. با توجه به میدان فوقالعاده متراکم، دانشمندان استنباط میکنند که این منظومه شش قلویی در حال برخورد است و همین امر موجی از ستارههای جدید را به وجود میآورد.
مشاهدات قبلی نزدیک به یک دهه پیش، انتشار گازهای روشن در اطراف HFLS3 را نشان داده بود. این امر باعث شد تا دومینیک ریچرز (دانشگاه کلن، آلمان) که در سال 2013 مسئول تیم هرشل، توسط داده های با جزئیات و وضوح کمتر، احتمال ادغام همسایگان را مطرح کند. با این حال، او متوجه شد که تلسکوپ های موجود در آن زمان هنوز توانایی افشای ماهیت واقعی آن فعل و انفعالات را ندارند.
ریچرز که در مطالعه جدید شرکت نداشت، میگوید: "ما حدس زدیم که اینها میتوانند کهکشانهایی مرتبط با انفجار ستارهها باشند، اما جیمزوب بدون هیچ شکی این را با اندازهگیری فواصل و اندازههای دقیق این سامانههای «همدم» نشان میدهد."
ریچرز همچنین جونز و تیمش را برای تأیید اینکه ما فقط یک عدسی گرانشی ضعیف از خوشه را می بینیم تحسین می کند. او توضیح میدهد که این امر ثابت میکند که HFLS3 واقعاً عظیم و پر از ستارههای جدید درخشان است و نه فقط یک سیستم کهکشانی معمولی. اکنون دانشمندان میتوانند HFLS3 را بهعنوان مجموعهای عظیم از کهکشانهای درهمتنیده در شبکههای تشکیل ستاره ببینند. این به کنت دانکن (دانشگاه ادینبورگ، بریتانیا) که در این مطالعه شرکت نداشت اطمینان میدهد که نتایج در واقع با نظریههای شکلگیری کهکشانها مطابقت دارد.
دانکن خاطرنشان می کند که اگر HFLS3 یک کهکشان غول پیکر بود، اخترشناسان باید آن چارچوب را اصلاح میکردند. دانکن می نویسد: "با این مشاهدات که تایید می کند که در واقع گروهی از کهکشان ها تحت یک سری ادغام قرار میگیرند، تصویر ما از ادغام ها که نقش مهمی در ساخت کهکشان ها ایفا می کنند را پشتیبانی می کند." اما با این حال، تصاویر قابل توجه هستند، او خاطرنشان می کند: "آنچه شگفت آور نشان میدهد، این است که واقعاً این سیستم چقدر آشفته و پیچیده است."