„Dincolo de ceea ce este posibil” – Telescopul spațial Webb descoperă galaxii antice misterioase

Înțelegerea noastră asupra modului în care se formează galaxiile și a naturii materiei întunecate ar putea fi complet schimbată de noi observații ale unor grupuri de stele și mai mari de galaxii. calea lactee De acum peste 11 miliarde de ani, care nu ar fi trebuit să existe.

Lucrare publicată în natură Detaliile rezultate folosind date noi de la telescopul spațial James Webb (JWST). Rezultatele arată că o galaxie masivă din universul timpuriu – observată în urmă cu 11,5 miliarde de ani (deplasare spre roșu cosmologică de 3,2) – are o populație foarte veche de stele care s-a format mult mai devreme – acum 1,5 miliarde de ani (deplasare către roșu de aproximativ 11). Această observație transformă modelarea actuală pe cap, deoarece nu se acumulează suficientă materie întunecată în concentrații suficiente pentru a se forma.

Profesorul de la Universitatea de Tehnologie Swinburne, Karl Glazebrook, a condus studiul și echipa internațională care a folosit telescopul spațial James Webb pentru a face observații spectroscopice ale acestei galaxii masive și liniștite.

„Am urmărit această galaxie de șapte ani și am petrecut ore întregi observând-o cu cele două telescoape cele mai mari de pe Pământ pentru a-i afla vârsta. Dar era atât de roșie și atât de slabă, încât nu am putut-o măsura. În cele din urmă, a trebuit să o măsurăm. coboară de pe Pământ și folosește telescopul spațial James Webb pentru a confirma natura lui.”

Telescopul spațial James Webb de la NASA este succesorul telescopului spațial Hubble, cel mai puternic observator științific în infraroșu trimis vreodată în spațiu. De pe o orbită la aproximativ un milion de mile de Pământ, Webb studiază unele dintre cele mai îndepărtate obiecte din univers. Credit: NASA

Formarea galaxiilor este un model fundamental susținut de astrofizica modernă, care prezice o scădere puternică a numărului de galaxii masive în epocile cosmice timpurii. Galaxii repaus extrem de masive au fost observate acum între unu și două miliarde de ani după apariția universului marea explozie Ceea ce provoacă modelele teoretice anterioare.

Distinsul profesor Glazebrook a lucrat cu cercetători de top din întreaga lume, inclusiv Dr. Themiya Nanayakkara, Dr. Lalitwadi Kawinwanichakij, Dr. Colin Jacobs, Dr. Harry Chittenden, Profesorul asociat Glenn G Kacprzak și Profesorul asociat Ivo Lappé de la Centrul Swinburne pentru Astrofizică și Supercomputing. .

„Acesta a fost foarte mult un efort de echipă, de la sondajele cerului în infraroșu pe care le-am început în 2010, care au condus la identificarea acestei galaxii ca fiind neobișnuită, până la orele noastre lungi la Keck și Telescop foarte mare Am încercat, dar nu am reușit, să confirmăm acest lucru, până anul trecut, când am depus un efort masiv pentru a descoperi cum să procesăm datele telescopului spațial James Webb și să analizăm acest spectru.

„Acum mergem dincolo de ceea ce a fost posibil pentru a confirma cei mai vechi mega-monstri pașnici care există în adâncul universului”, spune dr. Themiya Nanayakkara, care a condus analiza spectroscopică a datelor telescopului spațial James Webb.

„Acest lucru împinge granițele înțelegerii noastre actuale cu privire la modul în care se formează și evoluează galaxiile. Întrebarea cheie acum este cum s-au format atât de repede atât de timpuriu în univers și ce mecanisme misterioase le fac să le împiedice să formeze brusc stele atunci când se formează în univers. restul universului.”

Profesor asociat Claudia Lagos de la Universitatea din Australia de Vest Centrul Internațional pentru Nodul de Cercetare Radio Astronomie (Repeta) a fost crucială în dezvoltarea modelării teoretice a evoluției concentrațiilor de materie întunecată pentru studiu.

„Formarea galaxiilor este în mare măsură determinată de modul în care este concentrată materia întunecată”, spune ea. „Prezența acestor galaxii extrem de masive atât de timpuriu în univers reprezintă provocări majore pentru modelul nostru standard de cosmologie. Acest lucru se datorează faptului că nu credem că structurile masive de materie întunecată care găzduiesc aceste galaxii masive nu ar fi avut încă timp să se formeze. Mai mult. sunt necesare observații pentru a înțelege cât de comune sunt aceste galaxii și pentru a ne ajuta să înțelegem cât de masive sunt cu adevărat aceste galaxii.

Profesorul Glazebrook speră că acesta va fi o nouă descoperire în înțelegerea noastră a fizicii materiei întunecate.

„Telescopul spațial James Webb a găsit dovezi din ce în ce mai mari ale formării timpurii de galaxii masive. Acest rezultat stabilește un nou record pentru acest fenomen. Deși este foarte izbitor, este doar un obiect. Dar sperăm să găsim multe altele și dacă vom face acest lucru. „Va corupe ideile noastre despre formarea galaxiilor”.

Referință: „O galaxie masivă care și-a format stelele la z ~ 11” de Karl Glazebrook, Thymia Nanayakkara, Corentin Schreiber, Claudia Lagos, Lalitwadi Kawinwanichakij, Colin Jacobs, Harry Chittenden, Gabriel Brammer, Glenn G. Kaprzak, Ivo Labpi, Danilo Marchesini , Z. Semel-Marsan, Pascal A. Oish, Casey Papovich, Rhea-Sylvia Remus, Kim-VH. Tran, James Esdell și Angel Chandro-Gomez, 14 februarie 2024, natură.
doi: 10.1038/s41586-024-07191-9