ג'יימס ווב ממשיך לשבור שיאים: טלסקופ החלל שבר את השיא שלו עצמו וגילה את הגלקסיה העתיקה ביותר אי פעם: CEERS-93316, שנוצרה 250 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול. בנוסף, הטלסקופ צילם את אירנדל, הכוכב הבודד העתיק ביותר, שהתגלה השנה על ידי טלסקופ החלל האבל.
ימים ספורים חלפו מאז שטלסקופ החלל היקר והמשוכלל ביותר של האנושות התחיל לשדר חזרה נתונים מדעיים, וחוקרים מרחבי העולם כבר מגלים בהם תגליות חסרות תקדים. למרות שהוא מכשיר רב-תכליתי, המשימה המדעית העיקרית של ווב היא לחקור את הרכב, את תכונות ואת קצב ייצור הכוכבים של הגלקסיות הראשונות ביקום.
משום שהיקום מתפשט בקצב הולך ומאיץ, ובקנה מידה גדול כל דבר ביקום מתרחק מכל דבר אחר, ככל שעצם מסוים רחוק יותר מאיתנו כך הוא מתרחק מאיתנו במהירות רבה יותר. ובדומה לגלי הקול הנמתחים של צופר מכונית הנשמעים נמוך יותר ככל שהיא מתרחקת מאיתנו בכביש, גם האור מהגלקסיות המתרחקות משתנה: הוא עובר הסחה לאדום בתהליך שנקרא אפקט דופלר. הגלקסיות הראשונות ביקום הן גם הגלקסיות הרחוקות והמתרחקות במהירות הגדולה ביותר, ולכן האור שמגיע אלינו מהן מוסח לתחום התת-אדום של הספקטרום האלקטרומגנטי – וצריך טלסקופ עוצמתי בתחום התת-אדום כדי לראות אותן.
הסחה מצוינת מתמטית באות נטויה z: עד היום, שיא ההסחה לאדום שנמדד היה בסביבות z=10, ואף זה נמדד בשילוב כוחות בין טלסקופ החלל האבל, טלסקופ החלל שפיצר ומצפי כוכבים בכדור הארץ. כעת, ג'יימס ווב גילה גלקסיה שמוסחת לאדום בשיעור של z=16.7. הגלקסיה המדוברת, CEERS-93316, נוצרה 250 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול, כלומר לפני 13.6 מיליארד שנה. עקרונית, הטלסקופ מסוגל למצוא גם גלקסיות שעברו הסחה לאדום בשיעור של עד z=20, כלומר גלקסיות שנוצרו 200 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול – אבל אנחנו עדיין לא יודעים אם היו בכלל גלקסיות ביקום 200 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול.
Picture1-580x82.png
דרך אחרת לחשוב על האופן שבו ג'יימס ווב מאתגר את המחשבה המדעית שלנו: העידן הקוסמולוגי שבו נוצרה הגלקסיה CEERS-93316 נקרא "העידן החשוך" (The Dark Ages), והוא נקרא כך פשוט כי עוד לא נוצרו הכוכבים הראשונים – והיקום היה חשוך. לפי התיארוך המקובל, העידן החשוך נמשך מ-370,000 שנה אחרי המפץ הגדול (שחרור קרינת הרקע הקוסמית) ועד למיליארד שנה אחרי המפץ הגדול. עצם העובדה שהייתה גלקסיה שלמה ומלאה בכוכבים 250 מיליון שנה אחרי המפץ מפתיעה: היא מוכיחה שהעידן החשוך היה קצר או מואר מכפי שחשבנו.
כוכב מסוג חדש-ישן
ומהגלקסיה העתיקה ביותר לכוכב העתיק ביותר: WHL0137-LS, הידוע בכינויו אירנדל (Earandel, באנגלית עתיקה "כוכב השחר", ועל שם אארנדל מ"הסילמריליון" של טולקין), הוא כוכב בודד בקבוצת הכוכבים לווייתן המרוחק מאיתנו 28 מיליארד שנות אור. האור שנפלט מאירנדל נפלט כ-900 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול, עם הסחה לאדום של z=6.2.
ב-30 במארס השנה הודיעה נאס"א שטלסקופ החלל האבל גילה את אירנדל. במסה של לפחות פי 50 ממסת השמש, זהו כוכב גדול למדי שוודאי סיים את חייו כסופרנובה – אבל ברור שממרחקים כאלה גלקסיות שלמות נראות כפיקסלים מרוחים ולא האבל ולא ווב מסוגלים להבחין בין כוכבים אינדיבידואלים. האבל גילה את אירנדל ב"מזל": צביר הגלקסיות WHL0137-08 נעמד בין הטלסקופ לבין אירנדל, והכבידה האדירה מהצביר עיוותה את החלל סביבו כמו זכוכית מגדלת – תופעה בשם עידוש כבידתי, שאיינשטיין חזה ומשמשת אסטרונומים לתצפיות של עצמים רחוקים.
NASA-Star-Earendel-HubbleST-20220330.jpg
השאלה הגדולה היא ממה מורכב הכוכב אירנדל. השמש שלנו מוגדרת כוכב מאוכלוסייה 1, שכן היא עשויה מ-1.4% יסודות הכבדים מהליום. היסודות הללו נוצרו בליבותיהם של כוכבים מסיביים שהספיקו להיוולד, להתיך יסודות ולהתפוצץ כסופרנובות – ובכך לזרוע את היקום ביסודות כמו מתכות למשל. כוכבים מוקדמים אלו מוגדרים כאוכלוסייה 2.
אבל מדענים מעריכים שהייתה אוכלוסייה קדומה עוד יותר של כוכבים, בשם אוכלוסייה 3. כוכבים אלו לא הכילו דבר פרט ליסודות שנוצרו במפץ הגדול עצמו: מימן והליום. הם היו גדולים מאוד, בהירים מאוד והם התקיימו מיליוני שנים בלבד. אם אכן יתברר שאירנדל ריק מיסודות הכבדים מהליום, הוא יספק הוכחה ראשונה לקיומה של אוכלוסייה 3 – הכוכבים הראשונים ביקום.
אבל לשם הבדיקה צריך את טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שמתמחה בקרינה תת-אדומה מהסוג שמגיע אלינו מהכוכב העתיק. ב-30 ביולי, ג'יימס ווב הצליח לצלם את אירנדל. הטלסקופ צפוי לצלם את הכוכבים עוד כמה פעמים, ומדענים יעשו שימוש ברזולוציה הטובה יותר של ווב כדי לערוך ניתוח ספקטרלי של אורו האדום – על מנת לפצח את סוד הכוכב העתיק ביקום (לפחות בינתיים).
sunrisearcjwstcroptohstwitharrow1.jpg
