„Za tím, co je možné“ – Webbův vesmírný dalekohled objevuje záhadné starověké galaxie

Naše chápání toho, jak se formují galaxie a povahu temné hmoty, by mohlo být zcela převráceno novými pozorováními ještě větších hvězdokup galaxií. mléčná dráha Z doby před více než 11 miliardami let, která neměla existovat.

Papír publikovaný v Příroda Podrobnosti o výsledcích využívají nová data z vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST). Výsledky ukazují, že masivní galaxie v raném vesmíru – pozorovaná před 11,5 miliardami let (kosmologický rudý posuv 3,2) – má velmi starou populaci hvězd, která vznikla mnohem dříve – před 1,5 miliardami let (červený posuv asi 11). Toto pozorování staví současné modelování na hlavu, protože se nehromadí dostatek temné hmoty v dostatečné koncentraci, aby se vytvořila.

Profesor Swinburne University of Technology Karl Glazebrook vedl studii a mezinárodní tým, který použil vesmírný teleskop Jamese Webba ke spektroskopickému pozorování této masivní, tiché galaxie.

„Sledovali jsme tuto konkrétní galaxii sedm let a strávili jsme hodiny jejím pozorováním dvěma největšími dalekohledy na Zemi, abychom zjistili její stáří. Ale byla tak rudá a tak slabá, že jsme ji nemohli změřit. Nakonec jsme museli vystupte ze Země a použijte vesmírný teleskop Jamese Webba k potvrzení jeho povahy.“

Vznik galaxií je základní model podporovaný moderní astrofyzikou, který předpovídá silný pokles počtu masivních galaxií v raných kosmických epochách. Extrémně hmotné klidové galaxie byly nyní pozorovány mezi jednou a dvěma miliardami let po vzniku vesmíru velký výbuch Což zpochybňuje předchozí teoretické modely.

Vážený profesor Glazebrook spolupracoval s předními výzkumníky z celého světa, včetně Dr. Themiya Nanayakkara, Dr. Lalitwadi Kawinwanichakij, Dr. Colina Jacobse, Dr. Harryho Chittendena, docenta Glenna G Kacprzaka a docenta Ivo Lappého ze Swinburne Center for Astroputingphysics and Supercom. .

„Bylo to do značné míry týmové úsilí, od infračervených průzkumů oblohy, které jsme začali v roce 2010 a které vedly k identifikaci této galaxie jako neobvyklé, až po naše dlouhé hodiny v Kecku a Velmi velký dalekohled Snažili jsme se, ale nepodařilo se to potvrdit, až do loňského roku, kdy jsme vynaložili obrovské úsilí, abychom zjistili, jak zpracovat data z vesmírného dalekohledu Jamese Webba a analyzovat toto spektrum.

„Nyní překračujeme rámec toho, co bylo možné, abychom potvrdili nejstarší mírumilovná megamonstra, která existují hluboko ve vesmíru,“ říká Dr. Themiya Nanayakkara, který vedl spektroskopickou analýzu dat vesmírného dalekohledu Jamese Webba.

„To posouvá hranice našeho současného chápání toho, jak se galaxie formují a vyvíjejí. Klíčovou otázkou nyní je, jak se tak rychle zformovaly tak brzy ve vesmíru a jaké záhadné mechanismy vedou k tomu, že jim brání v náhlém vzniku hvězd, když zbytek vesmír ano.“

Docent Claudia Lagos z University of Western Australia International Center for Radio Astronomy Research Node (Opakovat) byl zásadní při vývoji teoretického modelování vývoje koncentrací temné hmoty pro studium.

„Tvorba galaxie je do značné míry určena tím, jak je koncentrována temná hmota,“ říká. „Přítomnost těchto extrémně hmotných galaxií tak brzy ve vesmíru představuje hlavní výzvu pro náš standardní model kosmologie. Je to proto, že nevěříme, že by se masivní struktury temné hmoty, které hostí tyto hmotné galaxie, ještě nestihly zformovat. Více pozorování jsou potřebná, abychom pochopili, jak časté tyto galaxie jsou, a aby nám pomohla porozumět, jak masivní tyto galaxie skutečně jsou.

Profesor Glazebrook doufá, že to bude nový průlom v našem chápání fyziky temné hmoty.

„Vesmírný teleskop Jamese Webba našel stále více důkazů raného vzniku masivních galaxií. Tento výsledek představuje nový rekord pro tento jev. I když je velmi pozoruhodný, je to jen jeden objekt. Doufáme však, že najdeme mnohem více, a pokud ano „Naruší to naše představy o formování galaxií.“

Reference: “Hmotná galaxie, která vytvořila své hvězdy v z ~ 11” od Karl Glazebrook, Thymia Nanayakkara, Corentin Schreiber, Claudia Lagos, Lalitwadi Kawinwanichakij, Colin Jacobs, Harry Chittenden, Gabriel Brammer, Glenn J. Kaprzak, Ivo Labpi, Danilo Marchesini , Z. Simmel-Marsan, Pascal A. Oish, Casey Papovich, Rhea-Sylvia Remus, Kim-VH. Tran, James Esdell a Angel Chandro-Gomez, 14. února 2024, Příroda.
doi: 10.1038/s41586-024-07191-9