في الكون البعيد، عندما كان عمره بضعة مليارات من السنين فقط، كانت العديد من المجرات تشبه قدورًا تغلي: كان الغاز فيها يتكاثف بسرعة لدرجة أن النجوم كانت تتوهج الواحدة تلو الأخرى، وكان الغبار يسخن ويضيء ساطعًا في نطاق دون المليمتر. تسمى هذه الأجسام مجرات ذات تشكل نجمي نشط، ويُعتقد أنها أسلاف المجرات الإهليلجية الضخمة الحديثة. لكن علماء الفلك ظلوا لفترة طويلة غير قادرين على فهم ما إذا كانت كل هذه المجرات متشابهة أم أن هناك مسارات نمو مختلفة بينها.
العمل الجديد، المبني على إعادة تحليل صور تلسكوب ALMA، يُظهر أن كل شيء يعتمد على المسافة إلينا، أي على عمر الكون. أخذ الباحثون خرائط لمنطقة من السماء كانت قد رصدت فيها مجرات مغبرة ساطعة سابقًا، وخفضوا عتبة الاكتشاف — فأصبحت الأجسام الأكثر خفوتًا ضمن العينة. تضاعفت العينة، مما سمح برؤية نمط مهم. المجرات ذات السطوع الرصدي المتساوي ولكن الأبعد (أي التي وُجدت في زمن أبكر) هي أنظمة مدمجة كثيفة، حيث يكون تشكل النجوم عنيفًا ومركزًا في الوسط. أما المجرات المماثلة في السطوع ولكن الأقرب إلينا (التي وُجدت لاحقًا) فهي أقراص ممتدة، تولد فيها النجوم بهدوء وموزعة على كامل المساحة.
سبب هذا الانقسام، وفقًا للمؤلفين، هو استقرار القرص الغازي. المجرة البعيدة تتلقى الكثير من الغاز من الفضاء المحيط — التراكم قوي، يصبح القرص ضخمًا لكنه غير مستقر، وتتشكل فيه بسهولة كتل كثيفة تنهار لتكوين نجوم. هذه المجرة تتوهج ساطعًا لكنها تعيش حياة عنيفة قصيرة. المجرة الأقرب لم تعد تتلقى الكثير من الغاز الجديد، فيستقر قرصها، ويصبح تشكل النجوم ممتدًا على مليارات السنين، هادئًا ومنتظمًا. يمر الحد عند انزياح أحمر z~2 تقريبًا، عندما كان عمر الكون نحو ثلاثة مليارات سنة.
خلاصة العمل هي حدود طبيعية بين نوعين من المجرات. الخافتة والقريبة هي الأكثر نشاطًا بين المجرات القرصية "الهادئة"، التي تنمو تدريجيًا. أما الساطعة والبعيدة فهي ومضات مدمجة لتشكل النجوم في أقراص ضخمة غير مستقرة، والتي تتحول على الأرجح بمرور الوقت إلى مجرات كروية كثيفة، يسكنها نجوم قديمة في الغالب.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.18700
We investigate the properties of 870-um selected galaxies at z~1-4 with FIR luminosities of LIR~1e11-1e13Lo, encompassing systems that dominate obscured activity at the peak of cosmic star formation, to identify variations in star-formation processes as a function of dust mass and redshift. We revisit ALMA 870-um continuum maps from the ALMA/SCUBA-2 UDS (AS2UDS) survey, lowering the source selection threshold from 4.3 sigma to 3.1 sigma to enlarge the sample with S870~1mJy. To reduce contamination from noise peaks, we match submm sources to a K-selected galaxy sample and apply cuts on photometric redshift and near-infrared (H-K) colour. This yields 84 sources in our extended AS2UDS survey, AS2UDSx, with S870=0.3-2.2mJy, doubling the sample at S870~1mJy relative to the original study. Using this expanded sample, we find that submm galaxies with S870~1mJy at z>~2.5 share properties with brighter, more active populations, while those at z<~2.5 are distinct, with lower gas fractions, shorter depletion times, and stellar morphologies from JWST imaging that show less structured dust obscuration, resembling less-active field galaxies. This indicates a shift in the characteristics of 870-um-selected galaxies at S870~1mJy and z~2, likely driven by the stability of their gas discs. Brighter and higher-z galaxies can sustain dense, globally unstable discs through efficient gas accretion, powering compact obscured starbursts. In contrast, fainter systems at z<~2.5 lack this accretion, leading to more stable discs and more extended dust continuum emission. This suggests a natural division around S870~1mJy and z~2: lower-z, fainter sources represent the most active secularly-driven extended star-forming discs, while similar and brighter, higher-z submm galaxies form a distinct population of compact starbursts within massive, unstable, gas-rich discs, consistent with progenitors of massive spheroids.
يقع تلسكوب ALMA على ارتفاع عالٍ في صحراء أتاكاما التشيلية، حيث الهواء جاف لدرجة أنه لا يمتص تقريبًا إشعاع دون المليمتر — ولهذا السبب يرى الغبار في المجرات البعيدة.
في رواية إسحاق أسيموف «الآلهة أنفسهم» يُوصف تدفق المادة بين الأكوان، لتغذية النجوم — أليست هذه استعارة للتراكم الغازي الذي يجعل المجرات البعيدة تتوهج؟