Webb megfigyeli a Tejútrendszer ikertestvérét a korai univerzumban

A kutatócsoport, köztük a Riverside-i Kaliforniai Egyetem csillagásza, a felfedezést a… James Webb űrteleszkóp.

A James Webb Űrteleszkóp segítségével egy nemzetközi csapat, amelyben Alexander de la Vega csillagász, a Kaliforniai Egyetem Riverside-i (UCR) tagja, felfedezte a legtávolabbi, korlátos spirálgalaxis-szerű galaxist. Tejút amit eddig megfigyeltek.

Eddig azt hitték, hogy az olyan spirálgalaxisokat, mint a Tejút, nem lehet megfigyelni, mielőtt a 13,8 milliárd évesre becsült univerzum eléri jelenlegi korának felét.

A folyóiratban megjelent kutatás természet Ezen a héten a spanyolországi Asztrobiológiai Központ tudósai vezették.

„Ez a Ceres-2112 nevű galaxis röviddel a megjelenése után alakult ki a nagy robbanás– mondta de la Vega társszerző, a Fizikai és Csillagászati ​​Tanszék posztdoktori kutatója. „A ceers-2112 felfedezése azt mutatja, hogy a korai univerzum galaxisai olyan rendezettek voltak, mint a Tejútrendszer. Ez azért meglepő, mert a galaxisok sokkal kaotikusabbak voltak a korai univerzumban, és csak nagyon kevés volt közülük a Tejútrendszerhez hasonló szerkezetű. ”

A galaktikus rudak megértése

A Ceers-2112 központjában egy bár található. De la Vega elmagyarázta, hogy a galaktikus rúd a galaxisokon belüli csillagokból álló szerkezet. A magyar kocsmák olyanok, mint a bárok a mindennapi életünkben, mint egy cukorka. Azt mondta, hogy nem spirális galaxisokban is lehet rudakat találni, de ezek nagyon ritkák.

„Majdnem minden rúd megtalálható a spirálgalaxisokban” – mondta de la Vega, aki tavaly csatlakozott az UCLA-hoz, miután csillagászból doktorált a Johns Hopkins Egyetemen. „A CEERS-2112 sávja azt sugallja, hogy a galaxisok sokkal gyorsabban érettek és szerveződtek, mint azt korábban gondoltuk, ami azt jelenti, hogy a galaxisok kialakulásával és evolúciójával kapcsolatos elméleteink bizonyos aspektusait felül kell vizsgálni.”

A Circe-2112 spirálgalaxis művészi ábrázolása, amelyet a korai univerzumban figyeltek meg. A Föld a galaxist körülvevő képzeletbeli buborékban tükröződik, jelezve a Tejútrendszer és a CEERS-2112 közötti kapcsolatot. Köszönetnyilvánítás: Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA

A csillagászok korábbi felfogása szerint a galaxisok evolúciójáról több milliárd évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy a galaxisok elég szervezetté váljanak ahhoz, hogy rudakat alakítsanak ki.

„A Ceers-2112 felfedezése azt mutatja, hogy ennek az időnek csak egy kis töredékében, körülbelül egymilliárd év alatt történhetett meg” – mondta de la Vega.

Elmondása szerint a galaktikus rudak spirálgalaxisokban alakulnak ki, amelyekben a csillagok rendezetten forognak, mint a Tejútrendszerben.

„Az ilyen galaxisokban a spirálszerkezet instabilitása vagy a szomszédos galaxis gravitációs hatásai miatt spontán sávok alakulhatnak ki” – mondta de la Vega. „A múltban, amikor az univerzum nagyon fiatal volt, a galaxisok instabilok és kaotikusak voltak. Úgy gondolták, hogy a korai univerzum galaxisaiban nem alakulhatnak ki vagy nem maradhatnak ki hosszú ideig sávok.

A felfedezés következményei és hozzájárulásai

A Ceers-2112 felfedezése a csillagászat legalább két aspektusát várhatóan megváltoztatja.

Alexander de la Vega a Riverside-i Kaliforniai Egyetem posztdoktori kutatója. Köszönetnyilvánítás: Alexander de la Vega, UC Riverside

„Először is, a galaxisok kialakulásának és evolúciójának elméleti modelljeinek figyelembe kell venniük, hogy egyes galaxisok elég stabilakká váltak ahhoz, hogy az univerzum történetének korai szakaszában sávok legyenek” – mondta de la Vega. „Lehet, hogy ezeknek a modelleknek alkalmazkodniuk kell a korai univerzumban galaxisokat alkotó sötét anyag mennyiségéhez, mivel úgy gondolják, hogy a sötét anyag befolyásolja a rudak kialakulásának sebességét. Másodszor, a CEERS-2112 felfedezése azt mutatja, hogy az olyan szerkezetek, mint a rudak, kimutathatók Amikor az univerzum nagyon fiatal volt. Ez azért fontos, mert a távoli múltban a galaxisok kisebbek voltak, mint most, így a rudakat nehezebb megtalálni. A CEERS-2112 felfedezése megnyitja az utat a fiatal univerzumban több rúd felfedezéséhez.

De la Vega segítette a kutatócsoportot a Ceers-2112 vöröseltolódásának és tulajdonságainak becslésével. A mérések értelmezésében is közreműködött.

„A vöröseltolódás a galaxis megfigyelhető tulajdonsága, amely jelzi, milyen messze van, és milyen messzire lehet látni a galaxist az időben, és ez a véges fénysebesség eredménye” – mondta.

Ami a legjobban meglepte de la Vegát a Ceers-2112 felfedezésében, az az volt, hogy milyen mértékben tudták korlátozni a rúd tulajdonságait.

„Kezdetben úgy gondoltam, hogy az olyan galaxisokban, mint a SEARS-2112, a rudak tulajdonságainak észlelése és becslése mérési bizonytalanságokkal járna” – mondta. „A James Webb Űrteleszkóp ereje és kutatócsoportunk szakértelme azonban hozzásegített bennünket ahhoz, hogy erős korlátokat szabjunk a rúd méretére és alakjára vonatkozóan.”

Az UCLA-n de la Vega felügyeli a csillagászatot. Teleszkópos estéket tervez az egyetemen és azon kívül, és ellátogat a helyi iskolákba, hogy csillagászati ​​előadásokat tartson. Emellett a „Kozmikus csütörtökök” elnevezésű nyilvános csillagászati ​​megbeszélések sorozatát, valamint különleges alkalmakkor rendezett egyedi eseményeket, például napfogyatkozás-néző partikat is vezet.

A lap a „Tejútrendszerhez hasonló spirálgalaxis a 3-as vöröseltolódásnál” címet viseli.

Hivatkozás: „A Tejútrendszerhez hasonló spirálgalaxis a 3. vöröseltolódásnál”, Luca Costantin, Pablo G. Pérez González, Yuchen Gu, Chiara Buteta, Sharda Goji, Michaela B. Bagley, Guillermo Barro, Jehan S. Kartaltepe, Anton M. Kokemoyer, Cristina Capello, Enrico Maria Corsini, Jairo Méndez Abreu, Alexandre de la Vega, Karthik J. Iyer, Laura Bisgiello, Yingjie Cheng, Lorenzo Morelli, Pablo Arrabal Haro, Fernando Buitrago, M. C. Cooper, Avishay Mark Dickinson és Stephen L. Finkelstein, Mauro Giavalesco, Benny W. Holwerda, Mark Huertas-Company és Ray A. Lucas, Casey Papovich, Nor Pierzkal, Liz-Marie Seely, Jesús Vega-Ferrero, Stijn Waits és Leigh Aaron Young, 2023. november 8., természet.
doi: 10.1038/s41586-023-06636-x