Odkryto sześć wczesnych bardzo masywnych galaktyk
Sześć masywnych galaktyk odkrytych we wczesnym Wszechświecie burzy to, co naukowcy wcześniej rozumieli na temat ich pochodzenia.
Obrazy sześciu masywnych galaktyk, widzianych 500-700 lat po Wielkim Wybuchu. Jedno ze źródeł (na dole po lewej) mogłoby zawierać tyle gwiazd, co obecnie nasza Droga Mleczna, ale jest 30 razy bardziej zwarta.
Źródło: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology). Obróbka zdjęcia: G. Brammer (Niels Bohr Institute’s Cosmic Dawn Center at the University of Copenhagen)
Te obiekty są o wiele masywniejsze niż spodziewali się naukowcy. Spodziewaliśmy się odkryć małe, młode, dziecięce galaktyki, ale odkryliśmy galaktyki tak dojrzałe jak nasza własna w okresie, który wcześniej rozumiano jako świt Wszechświata – powiedział Joel Leja, adiunkt astronomii i astrofizyki w Penn State, który modelował światło od tych galaktyk.
Korzystając z pierwszego zbioru danych udostępnionego przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, międzynarodowy zespół naukowców odkrył obiekty tak dojrzałe jak Droga Mleczna, gdy Wszechświat miał zaledwie 3% swojego obecnego wieku, około 500-700 milionów lat po Wielkim Wybuchu. JWST jest wyposażony w instrumenty wykrywające podczerwień, zdolne do wykrywania światła emitowanego przez najstarsze gwiazdy i galaktyki. Zasadniczo pozwala on naukowcom cofnąć się w czasie o około 13,5 miliarda lat, blisko początku Wszechświata, jaki znamy, wyjaśnił Leja.
To nasze pierwsze spojrzenie tak daleko wstecz, dlatego ważne jest, abyśmy zachowali otwarty umysł na to, co widzimy – powiedział Leja. Chociaż dane wskazują, że są to prawdopodobnie galaktyki, myślę, że istnieje realna możliwość, że kilka z tych obiektów okaże się być przysłoniętymi supermasywnymi czarnymi dziurami. Niezależnie od tego ilość masy, którą odkryliśmy, oznacza, że znana masa gwiazd w tym okresie naszego Wszechświata jest do 100 razy większa niż wcześniej sądziliśmy. Nawet jeżeli zmniejszymy próbkę o połowę, nadal jest to zdumiewająca zmiana.
W pracy opublikowanej 22 lutego 2023 roku w Nature, naukowcy pokazują dowody na to, że sześć galaktyk jest znacznie bardziej masywnych niż ktokolwiek się spodziewał i poddają w wątpliwość to, co naukowcy rozumieli na temat formowania się galaktyk na samym początku Wszechświata.
Odkrycie, że formowanie się masywnych galaktyk zaczęło się bardzo wcześnie w historii Wszechświata, wywraca do góry nogami to, co wielu z nas uważało za ustaloną naukę – powiedział Leja. Nieoficjalnie nazwaliśmy te obiekty „łamaczami Wszechświata” – i jak dotąd spełniają one swoją rolę.
Leja wyjaśnił, że odkryte przez zespół galaktyki są tak masywne, że pozostają w sprzeczności z 99% modeli kosmologicznych. Uwzględnienie tak dużej masy wymagałoby albo zmiany modeli kosmologicznych, albo zrewidowania naukowego rozumienia powstawania galaktyk we wczesnym Wszechświecie – że galaktyki zaczynały jako małe obłoki gwiazd i pyłu, które z czasem rosły. Dodał, że każdy scenariusz wymaga fundamentalnej zmiany w naszym rozumieniu tego, jak powstał Wszechświat.
Po raz pierwszy zajrzeliśmy do bardzo wczesnego Wszechświata i nie mieliśmy pojęcia, co znajdziemy – powiedział Leja. Okazuje się, że znaleźliśmy coś tak nieoczekiwanego, że właściwie stwarza to problemy dla nauki. Podważa to cały obraz wczesnego formowania się galaktyk.
12 lipca 2023 roku NASA opublikowała pierwsze pełnokolorowe obrazy i dane spektroskopowe z JWST. Teleskop ten został zaprojektowany, aby zobaczyć genezę kosmosu, a jego wysoka rozdzielczość pozwala na oglądanie obiektów zbyt starych, odległych lub słabych dla Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.
Leja wyjaśnił, że jednym ze sposobów potwierdzenia odkryć zespołu i rozwiania wszelkich pozostałych obaw byłoby wykonanie zdjęcia widmowego tych masywnych galaktyk. To dostarczyłoby zespołowi danych na temat rzeczywistych odległości, a także gazów i innych pierwiastków tworzących galaktyki. Zespół mógłby następnie wykorzystać dane do modelowania wyraźnego obrazu tego, jak wyglądały galaktyki i jak masywne były naprawdę.
Widmo natychmiast powie nam, czy te rzeczy są prawdziwe – powiedział Leja. Pokaże nam, jak duże są, jak daleko się znajdują. Zabawne jest to, że mamy wszystkie te rzeczy, których mamy nadzieję nauczyć się od JWST, a to nawet nie było na szczycie listy. Znaleźliśmy coś, o czym nigdy nie myśleliśmy zapytać Wszechświat – i stało się to o wiele szybciej niż myślałem, ale mamy to.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
