Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι μάρτυρας της αυγής του αστρικού φωτός

Κορυφαίες σημειώσεις από Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb Τα αποτελέσματα των πρώιμων συγχωνεύσεων γαλαξιών δείχνουν ότι τα αστέρια σχηματίστηκαν πιο γρήγορα και πιο αποτελεσματικά από ό,τι ήταν γνωστό στο παρελθόν, αποκαλύπτοντας πολύπλοκα αστρικά σμήνη και αμφισβητώντας τις τρέχουσες κοσμολογικές θεωρίες.

• Οι γαλαξίες και τα αστέρια εξελίχθηκαν ακόμη πιο γρήγορα η μεγάλη έκρηξη Από το αναμενόμενο.
• Λεπτομερείς εικόνες ενός από τους πρώτους γαλαξίες δείχνουν ότι η ανάπτυξη ήταν πολύ πιο γρήγορη από ό,τι πιστεύαμε.

Μια διεθνής ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε άνευ προηγουμένου λεπτομερείς παρατηρήσεις της πρώτης συγχώνευσης γαλαξιών που έγινε ποτέ. Υποδηλώνουν ότι τα αστέρια εξελίχθηκαν πιο γρήγορα και πιο αποτελεσματικά από ό,τι πιστεύαμε.

Χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) για να παρατηρήσουν το τεράστιο αντικείμενο όπως υπήρχε 510 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη – περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

«Όταν κάναμε αυτές τις παρατηρήσεις, αυτός ο γαλαξίας ήταν 10 φορές μεγαλύτερος από οποιονδήποτε άλλο γαλαξία που ανακαλύφθηκε στο πρώιμο σύμπαν», λέει ο Δρ Kit Boyett, ASTRO 3D Research Fellow στο Early Galaxies, από το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης. Είναι ο κύριος συγγραφέας μιας εργασίας που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Αστρονομία της φύσης. Η εργασία περιλαμβάνει 27 συγγραφείς από 19 ιδρύματα στην Αυστραλία, την Ταϊλάνδη, την Ιταλία, τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία, τη Δανία και την Κίνα.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, που εκτοξεύτηκε το 2021, επιτρέπει στους αστρονόμους να δουν το πρώιμο σύμπαν με τρόπους που προηγουμένως ήταν αδύνατος. Αντικείμενα που εμφανίζονταν ως μεμονωμένα φωτεινά σημεία μέσα από προηγούμενα τηλεσκόπια π.χ Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubbleαποκαλύπτει την πολυπλοκότητά του.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb δείχνει λεπτομέρειες μιας τεράστιας συγχώνευσης γαλαξιών πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Πίστωση: Astro 3D

«Είναι εκπληκτικό να βλέπεις τη δύναμη του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb να παρέχει μια λεπτομερή άποψη των γαλαξιών στην άκρη του παρατηρήσιμου σύμπαντος, και έτσι να πηγαίνεις πίσω στο χρόνο», λέει ο καθηγητής Michel Trinity, επικεφαλής και συμβόλαιο του ASTRO 3D First Galaxies. επικεφαλής στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης. Ο καθηγητής Trinity προσθέτει: «Αυτό το διαστημικό παρατηρητήριο αλλάζει την κατανόησή μας για τον πρώιμο σχηματισμό γαλαξιών».

Οι παρατηρήσεις στο παρόν έγγραφο δείχνουν έναν γαλαξία που αποτελείται από πολλά σμήνη με δύο συστατικά στο κύριο σμήνος και μια μακριά ουρά, υποδεικνύοντας μια συνεχιζόμενη συγχώνευση δύο γαλαξιών σε έναν μεγαλύτερο γαλαξία.

«Η συγχώνευση δεν έχει τελειώσει ακόμα, από το γεγονός ότι μπορούμε να δούμε ακόμα δύο αντικείμενα Κάποια σημασία έχει», λέει ο Δρ.

Αυτές και άλλες παρατηρήσεις που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ωθούν τους αστροφυσικούς να αναθεωρήσουν τα μοντέλα τους για τα πρώτα χρόνια του σύμπαντος.

«Με τον Τζέιμς Γουέμπ, βλέπουμε περισσότερα αντικείμενα στο πρώιμο σύμπαν από ό,τι περιμένουμε να δούμε, και αυτά τα αντικείμενα είναι επίσης πιο ογκώδη από ό,τι πιστεύαμε», λέει ο Δρ Boyett. «Η κοσμολογία μας δεν είναι απαραίτητα λάθος, αλλά η κατανόησή μας για το πόσο γρήγορα σχηματίζονται οι γαλαξίες μπορεί να είναι, επειδή είναι μεγαλύτεροι σε μέγεθος από ό,τι πιστεύαμε ότι είναι δυνατό».

Άλλοι αρχαίοι γαλαξίες. Πίστωση: Astro 3D

Τα ευρήματα της ομάδας του Δρ. Boyett δείχνουν ότι αυτοί οι γαλαξίες μπόρεσαν να συσσωρεύσουν μάζα πολύ γρήγορα με τη συγχώνευση.

Αλλά δεν είναι μόνο το μέγεθος των γαλαξιών και η ταχύτητα με την οποία μεγαλώνουν που εξέπληξαν τον Δρ Μπογιέτ. Η εργασία του περιγράφει για πρώτη φορά τον αριθμό των αστεριών που αποτελούν τους συγχωνευόμενους γαλαξίες, μια άλλη λεπτομέρεια που έγινε δυνατή από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.

«Όταν συγκρίναμε τη φασματοσκοπική μας ανάλυση με την απεικόνισή μας, βρήκαμε δύο πράγματα που ήταν διαφορετικά. Η εικόνα μας είπε ότι ο αριθμός των αστεριών ήταν μικρός, αλλά η φασματοσκοπία μίλησε για πολύ παλιά αστέρια». λέει ο Μπογιέτ. Γιατί δεν έχουμε μια ομάδα αστέρων, αλλά δύο».

«Οι παλιοί κάτοικοι ήταν εκεί για πολύ καιρό και αυτό που πιστεύουμε ότι συμβαίνει είναι ότι η συγχώνευση των γαλαξιών παράγει νέα αστέρια και αυτό είναι που βλέπουμε στην απεικόνιση – νέα αστέρια πάνω από τους παλιούς κατοίκους».

Οι περισσότερες μελέτες αυτών των μακρινών αντικειμένων δείχνουν πολύ νεαρά αστέρια, αλλά αυτό συμβαίνει επειδή τα νεότερα αστέρια είναι φωτεινότερα και έτσι το φως τους κυριαρχεί στα δεδομένα απεικόνισης. Ωστόσο, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb επιτρέπει τόσο λεπτομερείς παρατηρήσεις που οι δύο ομάδες μπορούν να διακριθούν.

«Το γεγονός είναι ότι η φασματοσκοπία είναι τόσο λεπτομερής που μπορούμε να δούμε τα διακριτικά χαρακτηριστικά των αρχαίων αστεριών που στην πραγματικότητα μας λένε ότι υπάρχουν περισσότερα εκεί έξω από ό,τι νομίζουμε», λέει ο Δρ Boyett.

«Αυτό δεν είναι εντελώς περίεργο, καθώς γνωρίζουμε ότι σε όλη την ιστορία του σύμπαντος υπάρχουν κορυφές σχηματισμού νέων αστέρων για διάφορους λόγους, και αυτό οδηγεί σε πολλαπλούς πληθυσμούς.

«Αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που τους βλέπουμε πραγματικά σε αυτή την απόσταση».

Το έγγραφο έχει σημαντικές επιπτώσεις στην τρέχουσα μοντελοποίηση.

«Οι προσομοιώσεις μας θα μπορούσαν να παράγουν ένα αντικείμενο παρόμοιο με αυτό που παρατηρήσαμε, περίπου ίδιας ηλικίας με το σύμπαν, και με την ίδια περίπου μάζα, ωστόσο, είναι εξαιρετικά σπάνιο, υπάρχει μόνο ένα από αυτά σε ολόκληρο το μοντέλο. Η πιθανότητα παρατήρησης “Οι παρατηρήσεις μας υποδηλώνουν ότι είτε είμαστε απίστευτα τυχεροί είτε οι προσομοιώσεις μας είναι λανθασμένες και κάτι τέτοιο είναι πιο συνηθισμένο από όσο νομίζουμε.

«Αυτό που πιστεύουμε ότι μας λείπει είναι ότι τα αστέρια σχηματίζονταν πιο αποτελεσματικά και αυτό ίσως πρέπει να αλλάξουμε στα μοντέλα μας».

Αναφορά: «Ένας τεράστιος αλληλεπιδρών γαλαξίας 510 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη» των Kristan Boyett, Michele Trinti, Nisha Lithokawalite, Antonello Calabro, Benjamin Metha, Guido Roberts Borsani, Niccolò Dalmaso, Lilan Yang, Paola Santini, Tommaso Trinieso. Alaina Henry, Charlotte A. Mason, Takahiro Morishita, Themia Nanayakkara, Namrata Roy, Chen Wang, Adriano Fontana, Emiliano Merlin, Marco Castellano, Diego Paris, Marusha Bradach, Matt Malkan, Danilo Marchesini, Sara Mascia, Karl Glezbrook, Laura Pinterici. , Eros Vanzella and Benedetta Vulcani, 7 Μαρτίου 2024, Αστρονομία της φύσης.
doi: 10.1038/s41550-024-02218-7