A James Webb űrteleszkóp szemtanúja a csillagfény hajnalának

Vezető jegyzetek által James Webb űrteleszkóp A korai galaxis-egyesülések eredményei azt mutatják, hogy a csillagok gyorsabban és hatékonyabban alakultak ki, mint korábban ismertek, összetett csillaghalmazokat tárva fel, és megkérdőjelezték a jelenlegi kozmológiai elméleteket.

• A galaxisok és a csillagok még gyorsabban fejlődtek a nagy robbanás A vártnál.
• Az egyik első galaxisról készült részletes képek azt mutatják, hogy a növekedés sokkal gyorsabb volt, mint gondoltuk.

Egy nemzetközi kutatócsoport példátlanul részletes megfigyeléseket végzett az első galaxis-egyesülésről. Azt sugallják, hogy a csillagok gyorsabban és hatékonyabban fejlődtek, mint gondoltuk.

A James Webb Űrteleszkóp (JWST) segítségével megfigyelték a hatalmas objektumot, ahogyan az 510 millió évvel az Ősrobbanás után – körülbelül 13 milliárd évvel ezelőtt – létezett.

„Amikor ezeket a megfigyeléseket elvégeztük, ez a galaxis tízszer nagyobb volt, mint bármely más, a korai univerzumban felfedezett galaxis” – mondja Dr. Kit Boyett, a Melbourne-i Egyetem korai galaxisokkal foglalkozó ASTRO 3D kutatója. Ő a vezető szerzője egy nemrégiben megjelent tanulmánynak Természet csillagászat. A tanulmányban 27 szerző szerepel 19 intézményből Ausztráliából, Thaiföldről, Olaszországból, USA-ból, Japánból, Dániából és Kínából.

A 2021-ben felbocsátott James Webb Űrteleszkóp lehetővé teszi a csillagászok számára a korai univerzum olyan szemlélését, amely korábban lehetetlen volt. A korábbi teleszkópokon keresztül egyetlen fénypontként megjelenő objektumok pl Hubble Űrteleszkópfelfedi annak összetettségét.

A James Webb űrteleszkóp egy 13 milliárd évvel ezelőtti hatalmas galaxisegyesülés részleteit mutatja be. Jóváírás: Astro 3D

„Csodálatos látni a James Webb űrteleszkóp erejét, amely részletes képet ad a megfigyelhető univerzum peremén lévő galaxisokról, így visszamegy az időben” – mondja Michel Trinity professzor, az ASTRO 3D First Galaxies témavezetője és szerződésvezetője. a Melbourne-i Egyetemen. Trinity professzor hozzáteszi: „Ez az űrobszervatórium megváltoztatja a galaxisok korai kialakulásáról alkotott ismereteinket.”

A jelen tanulmányban szereplő megfigyelések egy több halmazból álló galaxist mutatnak be, a főhalmazban két komponensből és egy hosszú farokból álló galaxist jeleznek, ami két galaxis egy nagyobb galaxissá való egybeolvadását jelzi.

„Az összeolvadás még nem zárult le. Azt, hogy még mindig látunk két tárgyat, a hosszú farok valószínűleg annak az eredménye, hogy az egyesülés során két tárgy összeolvad néhány dolog – mondja Dr. Boyett – „Ez azt mutatja, hogy van egy egyesülés, és ez a valaha volt legtávolabbi egyesülés.”

Ezek és más, a James Webb Űrteleszkóp segítségével végzett megfigyelések arra késztetik az asztrofizikusokat, hogy felülvizsgálják az univerzum korai éveire vonatkozó modelleiket.

„James Webb segítségével több tárgyat látunk a korai univerzumban, mint amennyit várnánk, és ezek az objektumok tömegesebbek is, mint gondoltuk” – mondja Dr. Boyett. „A kozmológiánk nem feltétlenül téves, de azt értjük, hogy milyen gyorsan alakulhatnak ki a galaxisok, mert nagyobbak, mint azt lehetségesnek tartottuk.”

Más ősi galaxisok. Jóváírás: Astro 3D

Dr. Boyett csapatának eredményei azt mutatják, hogy ezek a galaxisok nagyon gyorsan képesek voltak tömeget felhalmozni az egyesülés révén.

De nem csak a galaxisok mérete és növekedési sebessége lepte meg Dr. Boyettet. Írása először írja le az egyesülő galaxisokat alkotó csillagok számát, ami egy másik részlet, amelyet a James Webb űrteleszkóp tesz lehetővé.

„Amikor összehasonlítottuk a spektroszkópiai elemzésünket a képalkotásunkkal, két különböző dolgot találtunk. Boyett azt mondja. Mert nem egy csillagcsoportunk van, hanem kettő.”

„A régi lakosok már régóta ott vannak, és szerintünk az történik, hogy a galaxisok egyesülése új csillagokat hoz létre, és ezt látjuk a képalkotáson – új csillagok a régi lakosok tetején.”

Ezekkel a távoli objektumokkal kapcsolatos legtöbb tanulmány nagyon fiatal csillagokat mutat, de ez azért van, mert a fiatalabb csillagok fényesebbek, így fényük uralja a képadatokat. A James Webb űrteleszkóp azonban olyan részletes megfigyeléseket tesz lehetővé, hogy a két csoport megkülönböztethető.

„A tény az, hogy a spektroszkópia olyan részletes, hogy láthatjuk az ősi csillagok finom vonásait, amelyek valójában azt mondják nekünk, hogy több van, mint gondolnánk” – mondja Dr. Boyett.

„Ez nem teljesen meglepő, hiszen tudjuk, hogy az univerzum története során különböző okok miatt vannak csúcsok az új csillagok kialakulásában, és ez több populációhoz vezet.

„De most először látjuk őket ilyen távolságban.”

A cikknek jelentős hatásai vannak a jelenlegi modellezésre.

„A mi szimulációink az általunk megfigyelthez hasonló, az univerzummal megegyező korú, nagyjából azonos tömegű objektumot hozhatnak létre. A megfigyelés esélye „Megfigyeléseink arra utalnak, hogy vagy nagyon szerencsések vagyunk, vagy a szimulációink rosszak, és ez a fajta dolog gyakoribb, mint gondolnánk.”

„Azt gondoljuk, hogy hiányzik, hogy a csillagok hatékonyabban formálódjanak, és lehet, hogy ezen kell változtatnunk a modelljeinken.”

Hivatkozás: „Egy hatalmas, kölcsönhatásban lévő galaxis 510 millió évvel az ősrobbanás után” – Kristan Boyett, Michele Trinti, Nisha Lithokawalit, Antonello Calabro, Benjamin Metha, Guido Roberts Borsani, Niccolò Dalmaso, Lilan Yang, Paola Santini, Tommaso Trio, Tucker Jones. Alaina Henry, Charlotte A. Mason, Takahiro Morishita, Themia Nanayakkara, Namrata Roy, Chen Wang, Adriano Fontana, Emiliano Merlin, Marco Castellano, Diego Paris, Marusha Bradac, Matt Malkan, Danilo Marchesini, Sara Mascia, Karl Glezbrook, Laura Pinterici. , Eros Vanzella és Benedetta Vulcani, 2024. március 7., Természet csillagászat.
doi: 10.1038/s41550-024-02218-7