אחד האתגרים הגדולים ביותר באסטרונומיה הוא הצצה אל היקום המוקדם, לתקופה שבה נוצרו הכוכבים הראשונים. במשך עשרות שנים ניסו אסטרונומים לאתר גלקסיות זעירות שסיפקו את הבסיס ליקום המוכר לנו כיום, אך אלו היו חלשות מכדי להתגלות אפילו בעזרת הטלסקופים החזקים ביותר. כעת, בזכות שילוב של טכנולוגיה חדשה ומזל, הצליחו חוקרים לראשונה לצפות בגלקסיה עתיקה במיוחד.
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature, צוות מדענים בראשותו של קימיהיקו נאקאג'ימה מאוניברסיטת קנזאווה שביפן השתמש בטלסקופ החלל ג'יימס ווב כדי לצפות בגלקסיה חלשה במיוחד בשם LAP1-B. הגלקסיה התקיימה כ-800 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול, והיא הגלקסיה הכימית הפרימיטיבית ביותר שנצפתה עד כה.
העדשה הכבידתית שחשפה את הגלקסיה הנסתרת
מרחקה של LAP1-B מכדור הארץ עומד על כ-13 מיליארד שנות אור. כדי לצפות בעצם כה חלש ורחוק, אפילו המראות הענקיות והמצופות בזהב של ג'יימס ווב לא היו מספיקות לבדן. הגלקסיה התגלתה הודות לצביר גלקסיות מסיבי בשם MACS J046, אשר פועל כעדשה כבידתית ומגביר את אור הגלקסיה הנסתרת מאחוריו.
תופעת העדשה הכבידתית, שחוזה תורת היחסות הכללית של איינשטיין, גורמת לעיוות במרחב-זמן כתוצאה ממסה עצומה. במקרה זה, צביר הגלקסיות MACS J046 משמש כזכוכית מגדלת קוסמית, ומגביר את אור הגלקסיה LAP1-B פי עשרות ויותר. בזכות אפקט זה הצליחו החוקרים לחקור את הגלקסיה הקדומה ולמדוד את הרכב החומרים שלה.
מה מגלה לנו הגלקסיה על היקום המוקדם?
הגלקסיה LAP1-B מורכבת בעיקר ממימן והליום, עם כמות מזערית של יסודות כבדים יותר. הרכב זה תואם לתיאוריות המובילות על היווצרות היקום, לפיהן הגלקסיות הראשונות היו עשירות בגזים קלים ודלות במתכות. ממצאים אלו מספקים עדות ישירה לתקופה שבה החלו הכוכבים הראשונים להיווצר ולהאיר את היקום החשוך.
החוקרים מקווים כי תצפיות נוספות בעזרת ג'יימס ווב יאפשרו לגלות גלקסיות נוספות מתקופה זו, ולהעמיק את ההבנה שלנו על היווצרות הכוכבים והגלקסיות הראשונות. גילוי זה מהווה צעד משמעותי בחקר היקום המוקדם ופותח צוהר חדש להבנת התהליכים שהתרחשו בשניותיו הראשונות של הקיום.