Wczesne odkrycie sześciu masywnych galaktyk stanowi wyzwanie dla wcześniejszego zrozumienia wszechświata

Korzystając z pierwszego zestawu danych udostępnionych przez należący do NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, międzynarodowy zespół naukowców odkrył sześć masywnych galaktyk we wczesnym wszechświecie. Obiekty te są tak dojrzałe jak Droga Mleczna, gdy Wszechświat miał zaledwie 3% swojego obecnego wieku, około 500-700 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Odkrycie podważa wiedzę naukowców na temat pochodzenia galaktyk we wszechświecie.

Joel Lega, adiunkt astronomii i astrofizyki w Penn State, który modelował Światło z tych galaktyk, powiedział: „Obiekty te są znacznie masywniejsze, niż ktokolwiek się spodziewał. W tym momencie spodziewaliśmy się znaleźć tylko młode, młode galaktyki, ale odkryliśmy dojrzałe galaktyki, takie jak nasza, w czasie, który wcześniej uważano za świt wszechświata.”

„To jak dotąd pierwsze spojrzenie wstecz, więc ważne jest, abyśmy zachowali otwarty umysł na to, co widzimy. Chociaż dane sugerują, że prawdopodobnie są to galaktyki, myślę, że istnieje realna możliwość, że kilka z tych obiektów może się obrócić” w przesłonięte supermasywne czarne dziury. Niezależnie od tego. „Ilość masy, którą wykryliśmy, oznacza, że ​​znana masa gwiazd w tym okresie naszego Wszechświata jest do 100 razy większa niż wcześniej sądziliśmy. Nawet jeśli przetniemy próbkę na pół, nadal jest niesamowita zmiana”.

Te sześć nowo odkrytych galaktyk jest znacznie masywniejszych, niż ktokolwiek się spodziewał. Mają masy gwiazd ~ 1011 mas Słońca. Masywne galaktyki były trudne do znalezienia we wcześniejszych czasach, ponieważ obszar pęknięcia Palmera, potrzebny do dokładnych oszacowań masy, został przesunięty ku czerwieni do długości fal przekraczających 2,5 mikrometra.

Lega powiedział, „Odkrycie, że formowanie się masywnych galaktyk rozpoczęło się tak wcześnie w historii Wszechświata, wywraca do góry nogami to, co wielu z nas uważało za ustaloną naukę. Nieoficjalnie nazwaliśmy te obiekty Rozbijaczami Wszechświata – i do tej pory zasłużyły na swoją nazwę.”

Konieczna byłaby albo zmiana modeli kosmologicznych, albo ponowna ocena naukowej teorii formowania się galaktyk we wczesnym Wszechświecie, która mówi, że galaktyki zaczynały się jako małe obłoki gwiazd i pyłu, az czasem stawały się większe, aby wyjaśnić tak dużą ilość masowy. Każda z hipotez wymagałaby poważnej zmiany w sposobie, w jaki postrzegamy pochodzenie wszechświata.

Lega powiedział, „Po raz pierwszy spojrzeliśmy na bardzo wczesny Wszechświat i nie mieliśmy pojęcia, co znajdziemy. Okazuje się, że znaleźliśmy coś tak nieoczekiwanego, że stwarza to problemy dla nauki. Podważa to cały obraz formowania się wczesnych galaktyk.”

„Kiedy otrzymaliśmy dane, wszyscy zaczęli nurkować, a te ogromne rzeczy szybko się ujawniły” – powiedział. Lega Powiedział. „Zaczęliśmy modelować i próbować dowiedzieć się, co to było, ponieważ było tak duże i jasne. Moją pierwszą myślą było, że popełniliśmy błąd, znajdziemy go i ruszymy dalej z naszym życiem. Ale nie znaleźliśmy tego błąd jeszcze, pomimo wielu prób.”

Jednym ze sposobów potwierdzenia odkrycia zespołu i rozwiania wszelkich pozostałych wątpliwości jest wykonanie spektrogramu masywnych galaktyk. Dostarczy to zespołowi danych na temat rzeczywistych odległości, a także gazów i innych pierwiastków tworzących galaktyki. Zespół może następnie wykorzystać te dane do modelowania wyraźniejszego obrazu tego, jak wyglądają galaktyki i jak naprawdę są masywne”.

Odniesienie do czasopisma:

1. Evo Lab, Gromada masywnych galaktyk kandydujących na czerwień ~ 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu, Nature (2023). DOI: 10.1038 / s41586-023-05786-2