„A lehetségesen túl” – A Webb Űrteleszkóp rejtélyes ősi galaxisokat fedez fel

A galaxisok kialakulásának és a sötét anyag természetének megértését teljesen felboríthatják a galaxisok még nagyobb csillaghalmazainak új megfigyelései. Tejút Több mint 11 milliárd évvel ezelőttről, aminek nem kellett volna léteznie.

-ban megjelent dolgozat természet Részletezi az eredményeket a James Webb Űrteleszkóp (JWST) új adatai alapján. Az eredmények azt mutatják, hogy a korai univerzum egy hatalmas galaxisában – amelyet 11,5 milliárd évvel ezelőtt figyeltek meg (3,2-es kozmológiai vöröseltolódás) – van egy nagyon ősi csillagpopuláció, amely sokkal korábban, 1,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki (körülbelül 11 vöröseltolódás). Ez a megfigyelés a feje tetejére állítja az aktuális modellezést, mivel nem halmozódik fel elegendő mennyiségű sötét anyag a kialakulásához.

A Swinburne-i Műszaki Egyetem professzora, Karl Glazebrook vezette a tanulmányt és azt a nemzetközi csapatot, amely a James Webb Űrteleszkóp segítségével spektroszkópiai megfigyeléseket végzett ezen a hatalmas, csendes galaxison.

„Hét éve üldöztük ezt a galaxist, és órákat töltöttünk a Föld két legnagyobb teleszkópjának megfigyelésével, hogy megtudjuk a korát. De olyan vörös volt és olyan halvány, hogy nem tudtuk megmérni. Végül meg kellett mérnünk. szállj le a Földről, és használd a James Webb űrteleszkópot, hogy megerősítsd a természetét.”

A galaxisok kialakulása a modern asztrofizika által támogatott alapvető modell, amely a nagy tömegű galaxisok számának erőteljes csökkenését jósolja a korai kozmikus korszakokban. Rendkívül nagy tömegű nyugvó galaxisokat figyeltek meg egy-két milliárd évvel az univerzum megjelenése után a nagy robbanás Ami megkérdőjelezi a korábbi elméleti modelleket.

Glazebrook professzor a világ vezető kutatóival dolgozott együtt, köztük Dr. Themiya Nanayakkara-val, Dr. Lalitwadi Kawinwanichakij-szal, Dr. Colin Jacobs-szal, Dr. Harry Chittenden-nel, Glenn G Kacprzak docenssel és Ivo Lappé docenssel a Swinburne-i Szuperfizikai Központtól. .

„Ez nagymértékben csapatmunka volt, a 2010-ben megkezdett infravörös égbolt-felmérésektől kezdve, amelyek a galaxis szokatlanként való azonosításához vezettek, egészen a kecki és hosszú órákig. Nagyon nagy teleszkóp Megpróbáltuk ezt megerősíteni, de nem sikerült, egészen tavalyig, amikor hatalmas erőfeszítéseket tettünk, hogy kitaláljuk, hogyan dolgozzuk fel a James Webb Űrteleszkóp adatait és elemezzük ezt a spektrumot.

„Most már túllépünk azon, ami eddig lehetséges volt, hogy megerősítsük az univerzum mélyén létező legrégebbi békés megaszörnyeket” – mondja Dr. Themiya Nanayakkara, a James Webb Űrteleszkóp adatainak spektroszkópiai elemzésének vezetője.

„Ez kitolja a galaxisok kialakulásának és fejlődésének jelenlegi felfogásunk határait. A kulcskérdés most az, hogy hogyan alakultak ki ilyen gyorsan ilyen korán az univerzumban, és milyen rejtélyes mechanizmusok vezetnek ahhoz, hogy megakadályozzák őket abban, hogy hirtelen csillagokat alkossanak, amikor a többi része az univerzum igen.”

Claudia Lagos egyetemi docens, a Nyugat-Ausztrál Egyetem Nemzetközi Rádiócsillagászati ​​Kutatóközpontjának munkatársa (Ismétlés) kulcsfontosságú volt a sötét anyag koncentrációjának alakulására vonatkozó elméleti modellezés kidolgozásában a tanulmány számára.

„A galaxisok kialakulását nagymértékben meghatározza a sötét anyag koncentrációja” – mondja. „Ezen rendkívül nagy tömegű galaxisok jelenléte az univerzumban ilyen korán komoly kihívások elé állítja standard kozmológiai modellünket. Ennek az az oka, hogy nem hisszük, hogy az ezeknek a hatalmas galaxisoknak otthont adó hatalmas sötétanyag-struktúráknak még nem lett volna idejük kialakulni. Tovább megfigyelésekre van szükség ahhoz, hogy megértsük, milyen gyakoriak ezek a galaxisok, és hogy segítsenek megérteni, mekkora tömegűek is ezek a galaxisok.

Glazebrook professzor reméli, hogy ez új áttörést jelent majd a sötét anyag fizikájának megértésében.

„A James Webb Űrteleszkóp egyre több bizonyítékot talált a korai tömeges galaxisok kialakulására. Ez az eredmény új rekordot állított fel ebben a jelenségben. Bár nagyon feltűnő, ez csak egy objektum. De reméljük, hogy még sok mást találunk, és ha sikerül. „Ez megrontja a galaxisok kialakulásáról alkotott elképzeléseinket.”

Hivatkozás: „Egy hatalmas galaxis, amely csillagait a z ~ 11-nél alkotta” – Karl Glazebrook, Thymia Nanayakkara, Corentin Schreiber, Claudia Lagos, Lalitwadi Kawinwanichakij, Colin Jacobs, Harry Chittenden, Gabriel Brammer, Glenn G. Kaprzak, Ivo Marchesi Labpi, Danilo Marchesi , Z. Simmel-Marsan, Pascal A. Oish, Casey Papovich, Rhea-Sylvia Remus, Kim-VH. Tran, James Esdell és Angel Chandro-Gomez, 2024. február 14. természet.
doi: 10.1038/s41586-024-07191-9