Το James Webb τα κατάφερε για άλλη μια φορά. Το δυνατότερο τηλεσκόπιο της ανθρωπότητας έχει καταφέρει να δει φωτεινούς γαλαξία, μόλις μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη! Μάλιστα, το James Webb όταν κοιτάει τόσο μακρινά αντικείμενα, κοιτάει το παρελθόν τους, καθώς το φως από εκείνα τα σημεία χρειάζεται απίστευτα πολύ χρόνο για να φτάσει στο τηλεσκόπιο.
Τώρα όμως το James Webb ξαναχτυπά και βλέπει έναν γαλαξία μόλις 280 εκατομμύρια χρόνια, μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, που είναι και ο πιο μακρινός γαλαξίας που έχουμε εντοπίσει ποτέ.
Πριν έρθει το James Webb δεν είχαμε υπέρυθρα τηλεσκόπια, με αρκετά μεγάλα κάτοπτρα, ώστε να μπορούμε να ανιχνεύσουμε το φως από του πρώιμους γαλαξίες. Σε τόσο αρχικό σημείο του Σύμπαντος, τα πάντα ήταν κρυμμένα καλά σε ένα παχύ σύννεφο σκόνης και υδρογόνου. Όσο περνούσαν τα χρόνια, η σκόνη και το υδρογόνο άρχιζαν να σχηματίζουν όλο και περισσότερους γαλαξίες και αστέρια και σταδιακά το τοπίο άρχισε να καθαρίζει. Το ορατό φως δε μπορούσε να διασχίσει αυτά τα αρχαία νέφη, όμως το υπέρυθρο φως, φαίνεται πως τα πηγαίνει πολύ καλύτερα στο να τα διαπερνά. Για αυτό και φτιάξαμε το James Webb Space Telescope, ώστε να μπορούμε να δούμε πιο μακριά και πιο καθαρά από ποτέ.
Το Hubble μπορεί να δει φως στο εγγύς υπέρυθρο, αλλά διαθέτει μόνο ένα κάτοπτρο 2,4 μέτρων. Εντόπισε μόνο έναν γαλαξία από τα 500 εκατομμύρια χρόνια του Σύμπαντος. Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer ήταν ένα ειδικό τηλεσκόπιο υπέρυθρης ακτινοβολίας, αλλά είχε μόνο ένα κάτοπτρο 85 cm. To James Webb όμως, έρχεται με ένα πολύ μεγαλύτερο κάτοπτρο, ενώ και η τεχνολογία των ανιχνευτών του είναι πολύ πιο προχωρημένη, τόσο πολύ που αρχίζει να σηκώνει το πέπλο των αερίων και σκόνης που κρύβει το πρώιμο Σύμπαν!
Ένας από τους βασικούς ρόλους του James Webb είναι η μελέτη της δημιουργίας των Γαλαξιών. Πρέπει να δούμε τους πρώτους γαλαξίες του Σύμπαντος για να κατανοήσουμε πως ξεκίνησαν όλα και πως εξελίσσονται.
Μάλιστα, το James Webb μέσα σε λίγες εβδομάδες από την έναρξη των παρατηρήσεων, βρήκε μια αφθονία φωτεινών γαλαξιών με μετατόπιση προς το ερυθρό μεγαλύτερη από z=10. Αυτό σημαίνει αρχαίους γαλαξίες του πρώιμου Σύμπαντος.
«Αυτός ο απροσδόκητος πληθυσμός έχει ηλεκτρίσει την κοινότητα και έχει εγείρει θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με τον σχηματισμό των γαλαξιών στα πρώτα ≈ 500 Myrs (Million Years)», γράφουν οι συγγραφείς μιας νέας εργασίας.
Μπορεί το Webb να έχει ωθήσει τον ορίζοντα παρατήρησης μας προς το παρελθόν, όμως η νεότερη λήψη του δείχνει πως ίσως δεν έχει φτάσει ακόμα στα όριά του!
Ο πρόσφατα ανακαλυφθείς γαλαξίας ονομάζεται MoM-z14 και προέρχεται από την έρευνα Mirage ή Miracle. Πρόκειται για μια τεράστια φασματοσκοπική έρευνα, σχεδιασμένη για να επιβεβαιώσει υποψήφιους γαλαξίες με υψηλή μετατόπιση προς το ερυθρό. Ο συγκεκριμένος γαλαξίας, όπως φαίνεται και στο όνομά του, έχει μετατόπιση z14 προς το ερυθρό. Αυτό τον κάνει εκπληκτικό εύρημα, επειδή οι αστρονόμοι ανέμεναν να βρουν πολύ λίγους γαλαξίες με τόσο υψηλή μετατόπιση προς το ερυθρό.
Ο κύριος συγγραφέας της μελέτης είναι ο Rohan Naidu από το Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας Kavli του MIT. Η δημοσίευση έχει υποβληθεί στο Open Journal of Astrophysics και είναι διαθέσιμη στο ArXiv.
«Το JWST αποκάλυψε έναν εκπληκτικό πληθυσμό φωτεινών γαλαξιών σε εκπληκτικά πρώιμες εποχές, z > 10, όπου αναμενόταν να υπάρχουν λίγες τέτοιες πηγές», γράφουν οι συγγραφείς. Με μετατόπιση προς το ερυθρό z = 14,4, αυτός ο γαλαξίας «επεκτείνει τα όρια παρατήρησης σε μόλις 280 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη».
Πριν εκτοξευτεί το James Webb, οι μελέτες έδειχναν πως θα βρει πολύ περισσότερους φωτεινούς γαλαξίες μεταξύ z=14 και 15 και από ότι φαίνεται ξεκίνησε να τους ανακαλύπτει. Αυτή η μελέτη δεν είναι απλά περιέργεια. Ο φασματοσκοπική εξέταση αποκάλυψε ενδιαφέροντα αποτελέσματα, που σχετίζονται με την δημιουργία των Γαλαξιών του James Webb.
Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι το μεγαλύτερο μέρος του φωτός του γαλαξία προέρχεται από αστέρια, όχι από έναν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα (AGN). Οι AGN είναι φωτεινοί πυρήνες γαλαξιών, που τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, που ρουφάνε ύλη. Ο MoM-z14 φαίνεται πως φιλοξενεί υπερμεγέθη αστέρια, κάτι που προβλέπεται και από το ην θεωρία για το πρώιμο Σύμπαν.
Ο εν λόγω γαλαξίας παρουσιάζει υψηλότερη αναλογία αζώτου προς άνθρακα, σε σχέση με τον Ήλιο. Η χημική του σύνθεση θυμίζει τα αρχαία σφαιρικά σμήνη που είναι προσαρτημένα στον Γαλαξία μας. Αυτό σημαίνει πως τα αστέρια σε αυτό τον γαλαξία είναι και αυτά σφαιρικά σμήνη, που σχηματίστηκαν σε παρόμοια περιβάλλοντα και με παρόμοια πυρυνοσύνθεση και μεταλλική ρύπανση, από προηγούμενα αστέρια που έχουμε παρατηρήσει από το πρώιμο Σύμπαν.
«Δεδομένου ότι αυτό το μοτίβο αφθονίας είναι επίσης κοινό μεταξύ των αρχαιότερων αστεριών που γεννήθηκαν στον Γαλαξία μας, μπορεί να είμαστε άμεσα μάρτυρες του σχηματισμού τέτοιων αστεριών σε πυκνά σμήνη, συνδέοντας την εξέλιξη των γαλαξιών σε ολόκληρο το εύρος του κοσμικού χρόνου», γράφουν οι συγγραφείς.
Φαίνεται να υπάρχουν δύο μορφολογίες για αυτούς τους αρχαίους φωτεινούς γαλαξίες: σημειακή πηγή και εκτεταμένος γαλαξίας. Η σχέση μεταξύ των μορφολογιών τους και της χημείας τους είναι ένας άλλος πιθανός κρίκος στην εξέλιξη των γαλαξιών.
Η καλύτερη εναλλακτική στο Netflix στην Ελλάδα είναι εντελώς δωρεάν
«Επιπλέον, όπως παρατήρησαν οι Harikane et al. (2024b), αυτές οι μορφολογικές διαφορές αντικατοπτρίζονται στα πρότυπα χημικής αφθονίας, σηματοδοτώντας μια βαθύτερη σύνδεση μεταξύ της μορφολογίας και των εξελικτικών οδών», γράφουν οι συγγραφείς.
το James Webb έχει ήδη ανακαλύψει πολλούς αρχαίου γαλαξίες του πρώιμου σύμπαντος, όμως ο MoM-z14 είναι ένα από τα αντικείμενα με υψηλότερη περιεκτικότητα σε άζωτο που έχει βρεθεί ποτέ.
Σύντομα θα έπρεπε να εκτοξευθεί το Roman Space Telescope, το οποίο αν και έτοιμο για εκτόξευση, η κυβέρνηση Trump το απειλεί με ακύρωση για να γλυτώσει χρήματα. Το Roman στοχεύει να συμπληρώσει και να ενισχύσει το James Webb και θα προσφέρει ακόμα περισσότερα δεδομένα, σε πολύ υψηλότερη ανάλυση, ξετυλίγοντας το πέπλο μυστηρίου πίσω από την αρχή του Σύμπαντος.
Το James Webb είναι πλέον έτοιμο να οδηγήσει τις εξελίξεις στην εξερεύνηση του Σύμπαντος και αν έχει και την βοήθεια του Roman, τότε θα είναι ένα ανίκητο δίδυμο. Ας ελπίσουμε πως η NASA θα καταφέρει να εκτοξεύσει το Roman για το καλό της επιστήμης και κατ’ επέκταση της ανθρωπότητας.
Η μελέτη είναι διαθέσιμη στο ArXiv.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
