Wtedy, małe galaktyki. Następnie supermasywna gromada galaktyk?

Podobnie jak odkrywcy koszykówki, którzy zauważyli gibkiego, wysokiego nastolatka, astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba niedawno poinformowali, że u zarania dziejów zidentyfikowali małą i zniewalającą grupę młodych galaktyk. Naukowcy twierdzą, że galaktyki te mogą wyrosnąć na jedną z największych gromad masy we wszechświecie, ogromny zbiór tysięcy galaktyk i bilionów gwiazd.

Siedem galaktyk, które zidentyfikowali, pochodzi sprzed 13 miliardów lat, zaledwie 650 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

„Może to rzeczywiście być najbardziej masywny system w całym wszechświecie w tamtym czasie” – powiedział Takahiro Morishita, astronom z Centrum Przetwarzania i Analizy Podczerwieni w Caltech. Opisał gromadę pierwotną jako najbardziej zewnętrzną, a zatem najbliższą istotę, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. Dr Morishita był głównym autorem raportu opublikowanego na temat tego odkrycia Poniedziałek w Astrophysical Journal Letters.

Raport naukowców jest następstwem większego wysiłku znanego jako Grism Lens-Amplified Survey from Space, który został zorganizowany przez Tommaso Treu, astronoma z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, w celu zebrania wczesnych wyników naukowych z teleskopu Webba.

Teleskop został wystrzelony na orbitę wokół Słońca w Boże Narodzenie 2021 roku. Dzięki detektorom podczerwieni i szerokiemu na 21 stóp zwierciadłu głównemu idealnie nadaje się do sprawdzania wczesnych lat wszechświata. W miarę rozszerzania się wszechświata bardzo odległe galaktyki w czasie i przestrzeni oddalają się od Ziemi tak szybko, że większość widzialnego światła i informacji o nich rozlała się na niewidzialne fale podczerwone, jak syreny obniżające ton.

W ciągu pierwszego roku Sieć odzyskała już mnóstwo jasnych galaktyk i masywnych czarnych dziur, które powstały zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkrył najmłodsze z młodych galaktyk na przestrzeni lat jako czerwone punkty światła, widoczne z tak dużej odległości tylko dlatego, że są powiększone przez skręcającą przestrzeń grawitację Gromady Pandora, zagnieżdżonej grupy galaktyk w Konstelacja. rzeźbiarz.

Pomiary spektroskopowe za pomocą teleskopu Webba potwierdziły, że siedem punktów było galaktykami i wszystkie znajdowały się w równej odległości od Ziemi. Zajmuje pas przestrzeni o średnicy 400 000 lat świetlnych, czyli około jednej szóstej odległości stąd do najbliższego krewnego Drogi Mlecznej, wielkiej galaktyki spiralnej Andromedy.

„Więc nasze wysiłki, aby śledzić wcześniej znaną możliwą protogromadę, w końcu opłaciły się po prawie 10 latach!” napisał dr Morishita.

Według obliczeń opartych na dominujących modelach wszechświata, grawitacja ostatecznie ściągnie te galaktyki w masywną gromadę zawierającą co najmniej bilion gwiazd. powiedziała Benedetta Volcani z Narodowego Instytutu Astrofizyki we Włoszech i członek grupy badawczej.

Dane spektralne pozwoliły również dr Morishicie i jego współpracownikom ustalić, że gwiazdy zamieszkujące niektóre z tych embrionalnych galaktyk były zaskakująco dojrzałe i zawierały duże ilości pierwiastków, takich jak tlen i żelazo, które musiały powstawać w piecach jądrowych przez pokolenia. z poprzednich gwiazd. Inne galaktyki wśród mniejszych galaktyk były znacznie czystsze. Teoretycznie pierwsze gwiazdy we wszechświecie składały się z czystego wodoru i helu, pierwszych pierwiastków, które wyłoniły się z Wielkiego Wybuchu.

Niektóre z tych galaktyk były gwiazdami rodzącymi się w zadziwiającym tempie, 10 razy szybciej niż Droga Mleczna, która jest od 10 do 100 razy większa. Inni z młodej grupy wytwarzali zaledwie jedną gwiazdę rocznie, jak powiedział dr Morishita, „interesująca różnorodność w grupie galaktyk w tej wczesnej erze”.

Wszystko to wzmaga podejrzenia niektórych kosmologów, że wczesny Wszechświat produkował gwiazdy, galaktyki i czarne dziury znacznie szybciej, niż przewiduje standardowa teoria. W e-mailu dr Morishita powiedział, że w kosmologii wciąż nie ma „kryzysu”.

„Najłatwiejszym wyjaśnieniem” — napisał — „jest to, że nasze wcześniejsze zrozumienie formowania się gwiazd i produkcji pyłu we wczesnym wszechświecie, które są złożonymi zjawiskami, było niepełne”.