Το JWST εντοπίζει δύο από τους πιο μακρινούς γαλαξίες που έχουν δει ποτέ αστρονόμοι

Μια ομάδα που χρησιμοποιεί το

διαστημικό τηλεσκόπιο

James Webb της NASA παρατήρησε δύο από τους πιο μακρινούς γαλαξίες που έχουν δει ποτέ αστρονόμοι. Σε απόσταση σχεδόν 33 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, αυτές οι μακρινές περιοχές μπορούν να προσφέρουν μια εικόνα για το πώς μπορεί να έχουν σχημα

τι

στεί οι πρώτοι γαλαξίες του

σύμπαν

τος. Τα ευρήματα αναφέρονται αναλυτικά στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 13 Νοεμβρίου στο

The Astrophysical Journal Letters


.

[Related:


‘Christmas tree’ galaxy shines in new image from Hubble and JWST


.]

Οι γαλαξίες UNCOVER z-13 και UNCOVER z-12 είναι ο δεύτερος και τέταρτος πιο μακρινός γαλαξίες που έχουν παρατηρηθεί ποτέ και βρίσκονται σε μια περιοχή που ονομάζεται Σμήνος της Πανδώρας (Abell 2744). Οι δύο γαλαξίες είναι μεταξύ των 60.000 πηγών φωτός στο Σμήνος της Πανδώρας που καταγράφηκαν σε μερικές από τις πρώτες εικόνες σε βαθύ πεδίο που τράβηξε το JWST το 2022. Αυτή η περιοχή του διαστήματος επιλέχθηκε για αυτό το είδος απεικόνισης λόγω της θέσης της πίσω από πολλά σμήνη γαλαξιών. Το φως δημιουργεί ένα φυσικό φαινόμενο μεγέθυνσης που ονομάζεται βαρυτικός

φακός

. Αυτό συμβαίνει όταν η βαρυτική έλξη της συνδυασμένης μάζας των σμηνών παραμορφώνει τον χωροχρόνο γύρω του. Στη συνέχεια, μεγεθύνει κάθε φως που περνά από κοντά και προσφέρει μεγαλύτερη θέα πίσω από τα συμπλέγματα.

Άλλοι γαλαξίες επιβεβαιώθηκαν σε αυτή την απόσταση

γενικά εμφανίζονται στις εικόνες ως κόκκινες κουκκίδες

. Ωστόσο, αυτοί οι νέοι γαλαξίες είναι μεγαλύτεροι και μοιάζουν περισσότερο με φιστίκι και αφράτη μπάλα, σύμφωνα με την ομάδα.

«Πολύ λίγα είναι γνωστά για το πρώιμο σύμπαν και ο μόνος τρόπος για να μάθουμε για εκείνη την εποχή και να δοκιμάσουμε τις θεωρίες μας για το σχηματισμό και την ανάπτυξη των πρώιμων γαλαξιών είναι με αυτούς τους πολύ μακρινούς γαλαξίες», η συν-συγγραφέας και αστρονόμος της μελέτης Bingjie Wang από το Penn State University.

είπε σε δήλωση

. «Πριν από την ανάλυσή μας, γνωρίζαμε μόνο τρεις γαλαξίες που επιβεβαιώθηκαν σε αυτήν την ακραία απόσταση. Η μελέτη αυτών των νέων γαλαξιών και των ιδιοτήτων τους έχει αποκαλύψει την ποικιλομορφία των γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν και πόσα πολλά πρέπει να μάθουμε από αυτούς».

Ο Wang είναι επίσης μέλος της

JWST ΑΠΟΚΑΛΥΨΤΕ

(Ultradeep NIRSpec και NIRCam Observations before the Epoch of Reionization) η ομάδα που διεξήγαγε αυτήν την έρευνα. Ο πρώιμος στόχος του UNCOVER είναι να αποκτήσει εξαιρετικά λεπτομερείς εικόνες της περιοχής γύρω από το σύμπλεγμα της Πανδώρας χρησιμοποιώντας το JWST.

Εφόσον το φως που εκπέμπεται από αυτούς τους γαλαξίες χρειάστηκε να ταξιδέψει τόσο πολύ για να φτάσει στη Γη, προσφέρει ένα παράθυρο στο παρελθόν του σύμπαντος. Η ομάδα εκτιμά ότι το φως που ανίχνευσε το JWST εκπέμπεται από τους δύο γαλαξίες όταν το σύμπαν ήταν περίπου 330 εκατομμυρίων ετών και ότι ταξίδεψε για περίπου 13,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός για να φτάσει στα διαστημικά τηλεσκόπια.

Ωστόσο, οι γαλαξίες βρίσκονται επί του παρόντος πιο κοντά στα 33 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη λόγω της διαστολής του σύμπαντος κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου.

«Το φως από αυτούς τους γαλαξίες είναι αρχαίο, περίπου τρεις φορές παλαιότερο από τη Γη», ο συν-συγγραφέας της μελέτης, αστρονόμος του Penn State και μέλος του UNCOVER Joel Leja

είπε σε δήλωση

. «Αυτοί οι πρώτοι γαλαξίες είναι σαν φάροι, με το φως να εκρήγνυται μέσα από το πολύ λεπτό αέριο υδρογόνο που αποτελούσε το πρώιμο σύμπαν. Μόνο από το φως τους μπορούμε να αρχίσουμε να κατανοούμε την εξωτική φυσική που κυβερνούσε τον γαλαξία κοντά στην κοσμική αυγή».

[Related:


JWST takes a jab at the mystery of the universe’s

expansion

rate


.]

Οι δύο γαλαξίες είναι επίσης σημαντικά μεγαλύτεροι από τους τρεις γαλαξίες που βρίσκονταν προηγουμένως σε αυτές τις ακραίες αποστάσεις. Ενώ ο Γαλαξίας μας έχει διάμετρο περίπου 100.000 έτη φωτός,

Οι γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν πιστεύεται ότι ήταν πολύ συμπιεσμένοι

. Ένας γαλαξίας 2.000 ετών φωτός, όπως ένας από αυτούς που απεικόνισε η ομάδα, προκάλεσε έκπληξη.

“Οι γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν προηγουμένως σε αυτές τις αποστάσεις είναι σημειακές πηγές – εμφανίζονται ως μια κουκκίδα στις εικόνες μας”, είπε ο Wang. «Αλλά το ένα μας φαίνεται μακρόστενο, σχεδόν σαν φιστίκι, και το άλλο μοιάζει με χνουδωτό μπαλάκι. Δεν είναι σαφές εάν η διαφορά στο μέγεθος οφείλεται στο πώς σχηματίστηκαν τα αστέρια ή στο τι συνέβη με αυτά μετά τη δημιουργία τους, αλλά η ποικιλομορφία στις ιδιότητες των γαλαξιών είναι πραγματικά ενδιαφέρουσα. Αυτοί οι πρώιμοι γαλαξίες αναμένεται να έχουν σχηματιστεί από παρόμοια υλικά, αλλά ήδη δείχνουν σημάδια ότι είναι πολύ διαφορετικοί ο ένας από τον άλλο».

Για να βγάλει συμπεράσματα σχετικά με αυτούς τους πρώιμους γαλαξίες, η ομάδα χρησιμοποίησε λεπτομερή μοντέλα. Πίστευαν ότι εκτός από νέοι (με τα διαστημικά πρότυπα), οι δύο γαλαξίες είχαν επίσης λίγα μέταλλα στη σύνθεσή τους και αυξάνονταν γρήγορα και σχηματίζοντας ενεργά αστέρια.

«Τα πρώτα στοιχεία σφυρηλατήθηκαν στους πυρήνες των πρώιμων άστρων μέσω της διαδικασίας σύντηξης», είπε ο Leja. «Είναι λογικό ότι αυτοί οι πρώτοι γαλαξίες δεν έχουν βαριά στοιχεία όπως τα μέταλλα, επειδή ήταν μερικά από τα πρώτα εργοστάσια που κατασκεύασαν αυτά τα βαριά στοιχεία. Και, φυσικά, θα έπρεπε να είναι νέοι και να σχηματίζουν αστέρια για να είναι οι πρώτοι γαλαξίες, αλλά η επιβεβαίωση αυτών των ιδιοτήτων είναι μια σημαντική βασική δοκιμή των μοντέλων μας και βοηθά στην επιβεβαίωση ολόκληρου του παραδείγματος της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης».

Οι αστρονόμοι θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούν τα σμήνη φακών και τα όργανα στο JWST για να συνεχίσουν να ξεφλουδίζουν το χρονοδιάγραμμα ορισμένων από τους πρώτους γαλαξίες του σύμπαντος.