300 tajemniczych obiektów zmienia naszą wiedzę o początkach wszechświata

Niezwykła jasność wczesnych galaktyk

Zespół z University of Missouri przeanalizował dane z obszaru ponad 500 minut kwadratowych. To, co znaleźli, przeszło ich oczekiwania. Jeden z obiektów już został potwierdzony spektroskopowo: znajduje się przy przesunięciu ku czerwieni 8,679, co oznacza, że obserwujemy go z czasów zaledwie 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ta pojedyncza galaktyka ma masę gwiazdową około 1,3 miliarda razy większą od Słońca i jasność ultrafioletową -22,4. To imponujące, ale niektóre inne kandydatki wyglądają jeszcze ciekawiej. Najbardziej ekstremalne obiekty osiągają jasność ultrafioletową -23 lub więcej, a ich masa gwiazdowa przekracza 30 miliardów Słońc. Według obecnych modeli takie wartości nie powinny występować tak wcześnie w historii kosmosu.

Czytaj też: Kosmiczne tęcze przy Saturnie zaskakują badaczy. Misja Cassini ujawniła coś, czego nikt wcześniej nie widział

Aby zlokalizować te niezwykłe obiekty, badacze użyli metody znanej jako dropout. Technika ta polega na wyszukiwaniu źródeł światła widocznych w czerwonych długościach fal, lecz znikających w niebieskich. To sprytny sposób na wykrycie bardzo odległych galaktyk. Podstawą tej strategii jest zjawisko przesunięcia ku czerwieni. Im dalej znajduje się obiekt, tym bardziej jego światło jest “rozciągnięte” podczas podróży przez rozszerzającą się przestrzeń. Wyższe przesunięcie ku czerwieni oznacza większą odległość i wcześniejszy okres w historii wszechświata. Zespół wykorzystał zarówno kamerę bliskiej podczerwieni JWST, jak i instrument średniej podczerwieni (MIRI) do dokładnej analizy jasności obiektów w różnych długościach fal.

Co dalej z tymi odkryciami?

Kluczowe pytanie brzmi: czy te obiekty rzeczywiście są tym, czym się wydają? Galaktyki formujące się tak wcześnie po Wielkim Wybuchu powinny być raczej słabe, ograniczone tempem powstawania gwiazd. Tymczasem te kandydatki świecą znacznie jaśniej niż przewidują modele. Spektroskopia pozostaje “złotym standardem” w astronomii. Jest to metoda rozdzielania światła na tęczę długości fal, aby znaleźć specyficzne sygnatury ujawniające prawdziwą odległość, wiek i skład chemiczny obiektu. Jak dotąd tylko jeden z obiektów został potwierdzony w ten sposób.

Czytaj też: Najtwardszy materiał wszechświata już nie jest tajemnicą. Chińscy naukowcy dokonali niemożliwego

Badacze zachowują jednak ostrożność. Jak podkreśla główny autor, jeden z obiektów został już potwierdzony spektroskopowo jako wczesna galaktyka. Ale ten pojedynczy obiekt to za mało. Będziemy trzeba dokonać dodatkowych potwierdzeń, aby z całą pewnością stwierdzić, że obecne teorie należy dopracować. Odkrycie tych niezwykle jasnych galaktyk może doprowadzić do udoskonalenia modeli wczesnego wszechświata. Zrozumienie, dlaczego niektóre galaktyki świecą jaśniej niż oczekiwano, może dać nowe informacje o formowaniu się gwiazd, tempie powstawania galaktyk i ewolucji kosmosu w pierwszym miliardzie lat. Wyniki badań opublikowano w The Astrophysical Journal. W międzyczasie czekamy na kolejne obserwacje spektroskopowe, które mogą ostatecznie potwierdzić lub zmienić nasze teorie o narodzinach galaktyk.