Η αδιαμφισβήτητη ύπαρξη τεσσάρων γαλαξιών που χρονολογούνται όταν το Σύμπαν ήταν ηλικίας μόλις 300-500 εκατομμυρίων ετών επιβεβαιώνεται μέσα από εικόνες και φασματοσκοπική ανάλυση δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Η έρευνα παρουσιάζεται σε δύο δημοσιεύσεις στο περιοδικό «Nature Astronomy».
Τα φάσματα που λαμβάνονται με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb αποκαλύπτουν τους πιο μακρινούς γαλαξίες που έχουν παρατηρηθεί ποτέ, πίσω σε μια εποχή που το Σύμπαν ήταν μόνο το 2% της σημερινής του ηλικίας.
Οι γαλαξίες σχηματίστηκαν γρήγορα
Δύο από τους γαλαξίες (JADES-GS-z10-0 JADES-GS-z11-0) που επιβεβαιώνονται με την παρούσα έρευνα ήταν ήδη γνωστοί από την απεικόνιση του τηλεσκοπίου Hubble, ενώ οι άλλοι δύο (JADES-GS-z12-0 και JADES-GS-z13-0) ανακαλύφθηκαν πρόσφατα. Οι επιστήμονες Μπραντ Ρόμπερτσον από το Πανεπιστήμιο της Σάντα Κρουζ στην Καλιφόρνια, Σάντρο Τατσέλα από το Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ και οι συνεργάτες τους προσδιόρισαν τους ρυθμούς δημιουργίας των άστρων, τα μεγέθη τους και άλλες ιδιότητες που δείχνουν ότι κάθε γαλαξίας θα μπορούσε να περιέχει 100 εκατομμύρια ηλιακές μάζες σε αστέρια, σε αστρικούς πληθυσμούς ηλικίας μικρότερης των εκατό εκατομμυρίων ετών με βάση την κοσμική τους ηλικία.
Οι επιστήμονες συμπεραίνουν ότι τα μέτρια επίπεδα σχηματισμού αστέρων και το συμπαγές μέγεθός τους υποδηλώνουν αυξημένες επιφανειακές πυκνότητες ρυθμού σχηματισμού αστέρων, οι οποίες αποτελούν βασικό δείκτη για το πώς σχηματίστηκαν οι γαλαξίες. Οι μετρήσεις υποδηλώνουν ότι οι γαλαξίες σχηματίστηκαν γρήγορα με έντονα πεδία εσωτερικής ακτινοβολίας.
Σε ηλικία μικρότερη των 350 εκατομμυρίων χρόνων
Σε δεύτερη δημοσίευση οι επιστήμονες Έμα Κέρτις- Λέικ από το Πανεπιστήμιο του Χερτφορντσάιρ, Στέφανο Καρνιάνι από το ιταλικό πανεπιστήμιο «Scuola Normale Superiore» και οι συνεργάτες τους χρησιμοποίησαν το όργανο φασματομετρίας εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας του τηλεσκοπίου James Webb για να παρέχουν τις πρώτες φασματοσκοπικές επιβεβαιώσεις των γαλαξιών που δεν ήταν γνωστοί και οι οποίοι βρίσκονται πιο μακριά από αυτούς που εντοπίστηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Επίσης, επιβεβαίωσαν ότι οι δύο γαλαξίες που είχαν ανιχνευθεί με το Hubble βρίσκονταν στο Σύμπαν όταν αυτό είχε ηλικία μικρότερη από 350 εκατομμύρια χρόνια. Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι τα ευρήματά τους αποδεικνύουν την ταχεία εμφάνιση των πρώτων γενεών γαλαξιών.
Σε συνοδευτικό άρθρο ανάλυσης των δύο ερευνών, ο Πίτερ Βαν Ντόκουμ, καθηγητής στο Τμήμα Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Γέιλ, σημειώνει ότι κοιτάζοντας την ευρύτερη εικόνα, συμπεριλαμβανομένων ανεπιβεβαίωτων γαλαξιών από άλλες μελέτες, «το μήνυμα του τηλεσκοπίου James Webb είναι ότι το πρώιμο Σύμπαν βρίθει από φωτεινούς γαλαξίες. Φαίνεται ότι ο μαζικός σχηματισμός γαλαξιών άρχισε απροσδόκητα νωρίς».
Σύνδεσμοι για τις δύο επιστημονικές δημοσιεύσεις:
https://www.nature.com/articles/s41550-023-01921-1
και
