اندازه‌ و میزان درخشندگی کهکشان‌ها چه ارتباطی با هم دارند؟

مجله علمی ایلیاد - گروهی بین‌المللی از محققین با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب، ارتباط بین اندازه‌ی کهکشان‌ها و درخشندگی آن‌ها را در کهکشان‌هایی طی کمتر از ۱ میلیارد سال پس از مهبانگ اندازه‌گیری کرده‌اند. آن‌ها نتایج یافته‌های خود را در مجله‌ی‌ The Astrophysical Journal Letters منتشر کرده‌اند.

گروهی از محققین به سرپرستی دانشگاه کالیفرنیا، داده‌های جیمز وب را به منظور مطالعه‌ی جهان اولیه و شکل‌گیری اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها کاوش می‌کنند. شکل‌گیری اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها باعث یونیزه شدن گازهای خنثی در اطراف محل شکل‌گیری می‌شود و این فضا اجازه می‌دهد نور از درون آن به بیرون بتابد. به این زمان، «عصر یونیزاسیون مجدد» نیز گفته می‌شود.

جزئیات یونیزاسیون مجدد تا کنون ناشناخته باقی مانده بود، زیرا هیچ تلسکوپی نمی‌توانست کهکشان‌ها را در این برهه‌ی زمانی در تاریخچه‌ی کیهان رصد کند. داشتن اطلاعات از دوران یونیزاسیون مجدد می‌تواند به محققین کمک کند تا تکامل ستاره‌ها و کهکشان‌ها را بهتر درک کنند.

محققین با استفاده از داده‌های تصویربرداری ابزار NIRCAM نصب شده بر روی جیمز وب، به اندازه‌گیری اندازه‌ی کهکشان‌ها و درخشندگی آن‌ها پرداخته‌اند تا با این روش، ریخت‌شناسی و ارتباط بین اندازه و درخشندگی کهکشان‌ها را بهتر درک کنند.

زمانی که نور از جهان اولیه می‌آید، طول موج آن افزایش پیدا می‌کند که در اصطلاح به آن «انتقال به سرخ» گفته می‌شود. محققین با استفاده از داده‌های جیمز وب می‌توانند طول موج نور اصلی را نیز به‌دست بیاورند. در گذشته این امکان توسط هابل فراهم بود، ولی داده‌های آن فقط در باند UV قابل اتکا بود؛ ولی با جیمز وب اندازه‌گیری طول موج‌های بیشتر از UV نیز امکان‌پذیر است.

محققین با استفاده از روش پیش‌گفته، توانسته‌اند نورهای متعلق به ۸۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ را نیز به صورت واضح ببینند. آن‌ها دریافته‌اند که نور اصلی تابیده شده حدود ۴۵۰ تا ۶۰۰ پارسک درخشندگی دارد و سپس به صورت آرام کاهش پیدا کرده تا به باند UV رسیده است.

نتایج بررسی محققین نشان داده است که درخشندگی سطحی بالاتر، در طول‌موج‌های کوتاه‌تر مشاهده می‌شود، ولی برای تخمین تابع درخشندگی اصلاحات کمتری نیاز است. با این حال، نتایج به‌دست آمده را نمی‌توان قطعی دانست.