Astronomowie odkryli niezwykłą galaktykę, która wyróżnia się niezwykłą sygnaturą świetlną, sugerującą, że jej gaz przyćmiewa gwiazdy.
To odkrycie, dokonane przy użyciu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webbamoże reprezentować fazę przejściową w ewolucji galaktycznej, kluczową dla zrozumienia wczesnego Wszechświata. Galaktyka ta może zapewnić wgląd w warunki, które istniały zaledwie miliard lat po Wielki Wybuchdostarczając wskazówek na temat przejścia od pierwszych gwiazd Wszechświata do galaktyk, które rozpoznajemy dzisiaj.
Astronomowie odkryli „dziwną” i bezprecedensową galaktykę we wczesnym Wszechświecie, która może „pomóc nam zrozumieć, jak rozpoczęła się kosmiczna historia”.
Galaktyka ta, nazwana GS-NDG-9422 (9422), pojawiła się około miliarda lat po Wielkim Wybuchu i wyróżnia się wyjątkową sygnaturą świetlną, która sugeruje, że blask jej gazu przyćmiewa blask jej gwiazd.
Naukowcy uważają to „całkowicie nowe zjawisko” za istotne, ponieważ może to być faza brakującego ogniwa w ewolucji galaktycznej między pierwszymi gwiazdami Wszechświata a dobrze ugruntowanymi galaktykami, które rozpoznajemy dzisiaj.
Ta ekstremalna klasa galaktyk została dostrzeżona przez warty 10 miliardów dolarów (7,6 miliarda funtów) Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), wspólne przedsięwzięcie amerykańskich, europejskich i kanadyjskich agencji kosmicznych, którego zadaniem było cofnięcie się w czasie do początków Wszechświata.
O jego odkryciu upubliczniono niedawno w artykule badawczym opublikowanym w czasopiśmie „ Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
Analiza niezwykłych zjawisk
„Moją pierwszą myślą, patrząc na widmo galaktyki, było: «to dziwne», i właśnie do tego właśnie miał ujawnić teleskop Webba: zupełnie nowe zjawiska we wczesnym Wszechświecie, które pomogą nam zrozumieć, jak rozpoczęła się kosmiczna historia” – powiedział kierownik badacz dr Alex Cameron z Uniwersytet Oksfordzki.
Cameron skontaktował się ze swoim kolegą, teoretykiem, dr Harleyem Katzem, aby omówić dziwne dane. Pracując razem, ich zespół odkrył, że komputerowe modele kosmicznych obłoków gazu podgrzewanych przez bardzo gorące, masywne gwiazdy do tego stopnia, że gaz świecił jaśniej od gwiazd, niemal idealnie pasowały do obserwacji Webba.
Warunki środowiskowe wczesnych gwiazd
„Wygląda na to, że te gwiazdy muszą być znacznie gorętsze i masywniejsze niż to, co widzimy w lokalnym Wszechświecie, co ma sens, ponieważ wczesny Wszechświat miał zupełnie inne środowisko” – powiedział Katz z Oxfordu i Instytutu Uniwersytet w Chicago.
W lokalnym Wszechświecie typowe gorące, masywne gwiazdy mają temperaturę w zakresie od 70 000 do 90 000 stopni Fahrenheita (40 000 do 50 000 stopni Celsjusz). Według zespołu w galaktyce 9422 znajdują się gwiazdy o temperaturze wyższej niż 140 000 stopni Fahrenheita (80 000 stopni Celsjusza).
Specyficzna jasność gazu mgławicowego
Naukowcy podejrzewają, że galaktyka znajduje się w trakcie krótkiej fazy intensywnego powstawania gwiazd wewnątrz obłoku gęstego gazu, w wyniku którego powstaje duża liczba masywnych, gorących gwiazd. W obłok gazu uderzana jest tak duża liczba fotonów światła gwiazd, że świeci niezwykle jasno.
Oprócz swojej nowości, gaz mgławicowy przyćmiewający gwiazdy jest intrygujący, ponieważ jest przewidywany w środowiskach gwiazd pierwszej generacji Wszechświata, które astronomowie klasyfikują jako gwiazdy III populacji.
Odkrywanie ewolucji galaktycznej
„Wiemy, że w tej galaktyce nie ma gwiazd III populacji, ponieważ dane Webba pokazują zbyt dużą złożoność chemiczną. Jednak jej gwiazdy różnią się od tych, które znamy – egzotyczne gwiazdy w tej galaktyce mogą być przewodnikiem pomagającym zrozumieć, w jaki sposób galaktyki przekształciły się z gwiazd pierwotnych w typy galaktyk, które już znamy” – powiedział Katz.
W tym momencie galaktyka 9422 jest jednym z przykładów tej fazy rozwoju galaktyki, więc nadal pozostaje wiele pytań, na które należy odpowiedzieć. Czy takie warunki są powszechne w galaktykach w tym okresie, czy też zdarzają się rzadko? Co więcej mogą nam powiedzieć o jeszcze wcześniejszych fazach ewolucji galaktyk?
Cameron, Katz i ich współpracownicy identyfikują obecnie kolejne galaktyki, które można dodać do tej populacji, aby lepiej zrozumieć, co działo się we Wszechświecie w ciągu pierwszego miliarda lat po Wielkim Wybuchu.
„To bardzo ekscytujący czas, móc wykorzystać teleskop Webba do badania Wszechświata, który kiedyś był niedostępny” – powiedział Cameron.
„Jesteśmy dopiero na początku nowych odkryć i zrozumienia”.
Więcej informacji na temat tego odkrycia można znaleźć w artykule Webb odkrywa potencjalne brakujące połączenie z pierwszymi gwiazdami we Wszechświecie.
Odniesienie: „Galaktyki zdominowane przez mgławice: wgląd w funkcję początkowej masy gwiazd przy dużym przesunięciu ku czerwieni”, Alex J. Cameron, Harley Katz, Callum Witten, Aayush Saxena, Nicolas Laporte i Andrew J. Bunker, 21 czerwca 2024 r., Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
DOI: 10.1093/mnras/stae1547
