Το JWST Ανακαλύπτει Αρχαίους Γαλαξίες από το Πρώιμο Σύμπαν

Τέσσερις γαλαξίες ηλικίας άνω των 13,4 δισεκατομμυρίων ετών εντοπίστηκαν από το JWST, το γιγάντιο νέο διαστημικό τηλεσκόπιο. Σχηματίστηκαν μόλις 350 εκατομμύρια χρόνια μετά τη γέννηση του σύμπαντος και αποδείχθηκαν τόσο αμφιλεγόμενα που χρειάστηκε να ελεγχθούν ξανά.

"Ήταν ζωτικής σημασίας να αποδείξουμε ότι αυτοί οι γαλαξίες, πράγματι, κατοικούν στο πρώιμο σύμπαν. Είναι πολύ πιθανό οι πιο κοντινοί γαλαξίες να μεταμφιεστούν σε πολύ μακρινούς γαλαξίες", δήλωσε η Emma Curtis-Lake, συν-συγγραφέας μιας από τις νέες μελέτες και αστρονόμος στο University of Hertfordshire astatee στην Αγγλία. Αλλά το μυστήριο αυτών των γαλαξιών γίνεται μόνο μεγαλύτερο.

Από την έναρξή του, το JWST κοιτάζει μέσα στα σάβανα του χρόνου και βλέπει μερικούς από τους παλαιότερους γαλαξίες στο σύμπαν. Πηγές εικόνας:NASA.

Όταν οι ερευνητές κοιτάζουν κάτι που είναι πολύ μακριά, κοιτάζουν επίσης πίσω στο χρόνο. Αν κοιτάτε κάτι που απέχει ένα έτος φωτός, το βλέπετε όπως ήταν πριν από ένα χρόνο, γιατί τόσος χρόνος χρειάστηκε το φως για να ταξιδέψει από το αντικείμενο προς εσάς. Έτσι, όταν κοιτάτε κάτι 13,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, βλέπετε πώς ήταν το σύμπαν πολύ νωρίς στην εξέλιξή του.

Οι τέσσερις αρχαίοι γαλαξίες κυμαίνονται σε ηλικία από 460 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη έως 325 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Είναι σχετικά μικρά, με περίπου 108 έως 109 πλάσια μάζα από τα αστέρια του Ήλιου — αρκετές χιλιάδες φορές μικρότερα από τον Γαλαξία.

Αλλά αυτό δεν είναι το περίεργο με αυτούς. Το περίεργο είναι ότι υπάρχουν.

Όταν η Charlotte Mason, μια αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, άρχισε να κοιτάζει ένα μέρος του νυχτερινού ουρανού με το JWST, δεν περίμεναν να βρουν τίποτα. Σύμφωνα με τα υπάρχοντα μοντέλα, το κομμάτι του ουρανού θα χωρούσε μόλις 0,2 γαλαξίες — με άλλα λόγια, μόλις 20% πιθανότητα να βρεθεί ένας μόνο γαλαξίας. αλλά βρήκαν δύο. Αυτό δεν είναι το μόνο εκπληκτικό εύρημα του JWST.

Συνολικά, δεδομένου ότι οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν το JWST, έχουν βρει 15 γαλαξίες που σχηματίστηκαν μέσα στα πρώτα 500 εκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος. Με βάση την τρέχουσα κατανόησή μας για την κοσμολογική εξέλιξη, η σκοτεινή ύλη (το παράξενο πράγμα που αποτελεί το 85% της μάζας του σύμπαντός μας) συγχωνεύτηκε σε φωτοστέφανα αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και αυτά τα φωτοστέφανα είχαν αρκετά ισχυρή βαρύτητα για να τραβήξουν αέριο και τελικά να καταρρεύσουν για να σχηματίσουν τα πρώτα αστέρια. Αλλά αυτή η θεωρία δεν μπορεί να εξηγήσει τόσους πολλούς παλιούς γαλαξίες.

Προς το παρόν, δεν είναι σαφές πώς τα νέα δεδομένα JWST ταιριάζουν με αυτά τα μοντέλα. είναι ακόμη νωρίς για το πιο ισχυρό τηλεσκόπιο του κόσμου, επομένως είναι μάλλον καλύτερο να περιμένουμε πρώτα και μετά "Ας αποκτήσουμε μεγαλύτερο πληθυσμό", λέει η Alice Shapley από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Λος Άντζελες, για την Science . "Τότε θα είναι καιρός να εξετάσουμε τις θεωρίες."

«Είναι δύσκολο να κατανοήσουμε τους γαλαξίες χωρίς να κατανοήσουμε τις αρχικές περιόδους ανάπτυξής τους», προσθέτει ο αστρονόμος και συν-συγγραφέας Sandro Tacchella από το Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο. "Όπως και με τους ανθρώπους, πολλά από αυτά που θα συμβούν αργότερα εξαρτώνται από τον αντίκτυπο αυτών των πρώτων γενεών αστεριών. Τόσες πολλές ερωτήσεις σχετικά με τους γαλαξίες περιμένουν τη μεταμορφωτική ευκαιρία του Webb και είμαστε ενθουσιασμένοι που μπορούμε να παίξουμε ρόλο στην αποκάλυψη αυτής της ιστορίας."

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA/ESA/CSA για να αναφέρει την ανακάλυψη της παλαιότερης επιβεβαιωμένης ημερομηνίας. Οι εικόνες δείχνουν το φάσμα του φωτός. Πηγές εικόνας:NASA.

Στο μεταξύ, αυτό είναι επίσης ένα αξιοσημείωτο τεχνικό επίτευγμα. Οι παλαιότεροι και πιο απομακρυσμένοι γαλαξίες είναι επίσης οι πιο αμυδροί, επομένως η λεπτομερής μελέτη τους ήταν σχεδόν αδύνατη πριν από την εκτόξευση του JWST.

«Αυτά είναι μακράν τα πιο αδύναμα υπέρυθρα φάσματα που έχουν ληφθεί ποτέ», είπε ο αστρονόμος και συν-συγγραφέας Stefano Carniani από το Scuola Normale Superiore στην Ιταλία. "Αποκαλύπτουν αυτό που ελπίζαμε να δούμε:μια ακριβή μέτρηση του μήκους κύματος αποκοπής του φωτός λόγω της σκέδασης του διαγαλαξιακού υδρογόνου."

Το φάσμα του παρατηρούμενου φωτός μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν πόσο παλιό είναι ένα ουράνιο αντικείμενο. Το σύμπαν διαστέλλεται συνεχώς, και καθώς διαστέλλεται, απλώνει το μήκος κύματος του φωτός - κάτι που ονομάζεται «μετατόπιση ερυθρού». Το φως από αυτούς τους νεότερους γαλαξίες έχει εκταθεί κατά 14 και οι ερευνητές αναζητούν αμυδρά γαλαξίες των οποίων το φως διακόπτεται μετά από ένα κρίσιμο μήκος κύματος.

"Αυτά τα αποτελέσματα είναι το αποκορύφωμα του γιατί οι ομάδες NIRCam και NIRSpec ενώθηκαν για να εκτελέσουν αυτό το πρόγραμμα παρατήρησης", δήλωσε η συν-συγγραφέας Marcia Rieke, κύρια ερευνήτρια NIRCam, του Πανεπιστημίου της Αριζόνα στο Tucson.

Είναι εντυπωσιακό ότι έχουν περάσει μόνο λίγοι μήνες από την κυκλοφορία του JWST και ήδη παράγει επαναστατικά αποτελέσματα.

Ομολογουμένως, χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε αυτά τα δεδομένα, αλλά προς το παρόν, τα αποτελέσματα είναι πραγματικά φοβερά.

«Για πρώτη φορά, έχουμε ανακαλύψει γαλαξίες μόλις 350 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και μπορούμε να είμαστε απολύτως βέβαιοι για τις φανταστικές αποστάσεις τους», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Brant Robertson από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Santa Cruz, μέλος της επιστημονικής ομάδας NIRCam. "Το να βρίσκουμε αυτούς τους πρώιμους γαλαξίες σε τέτοιες εκπληκτικά όμορφες εικόνες είναι μια ιδιαίτερη εμπειρία."