Περιεχόμενα Άρθρου
Τρεις κοκκινωποί γαλαξίες αποτυπωμένοι σε ζουμαρισμένη εικόνα από το James Webb Space Telescope εντυπωσιάζουν. Σε μια νέα μελέτη, οι επιστήμονες εντόπισαν τρεις τεράστιους γαλαξίες – που ονομάστηκαν «Κόκκινα Τέρατα» – ο καθένας σχεδόν στο μέγεθος του Γαλαξία μας, που ήδη υπάρχουν μόλις ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Αν και αυτό ακούγεται σαν πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, στο σύμπαν μας ηλικίας 14 δισεκατομμυρίων ετών, μόλις ένα δισεκατομμύριο χρόνια είναι σχετικά νωρίς. Αυτοί οι γαλαξίες λοιπόν εγείρουν ένα θεμελιώδες ερώτημα: πώς έγιναν τόσο μεγάλοι, τόσο γρήγορα;
Νέα δεδομένα για τον σχηματισμό γαλαξιών
Οι επιστήμονες για μεγάλο διάστημα πίστευαν ότι ο σχηματισμός των γαλαξιών ακολουθεί ένα συγκεκριμένο μοντέλο: το κοσμικό αέριο συγκεντρώνεται σε συστάδες, γεννιούνται αστέρια και οι γαλαξίες μεγαλώνουν σταδιακά σε μέγεθος. Ωστόσο, το τηλεσκόπιο James Webb, που εκτοξεύθηκε τον Δεκέμβριο του 2021, ανέτρεψε αυτήν την αντίληψη.
Οι επιστήμονες περίμεναν να βρουν μη ανεπτυγμένους γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν, αλλά το τηλεσκόπιο αποκάλυψε πλήρως αναπτυγμένους και μάλιστα τεράστιους γαλαξίες. Αυτή η ανακάλυψη οδηγεί σε αναθεώρηση της κατανόησης της εξέλιξης του σύμπαντος.
Παρόλο που παλαιότερες έρευνες πρότειναν ότι αυτοί οι γαλαξίες μπορεί να φαίνονται μεγαλύτεροι λόγω ενεργών μαύρων τρυπών, η νέα μελέτη δεν βρήκε αποδείξεις για τέτοιους πυρήνες. Έτσι, η μάζα και ο γρήγορος σχηματισμός άστρων φαίνεται να είναι εγγενή χαρακτηριστικά των γαλαξιών αυτών.
Τα Κόκκινα Τέρατα μέσα από την τεχνολογία του JWST
Η μελέτη, που διεξήχθη από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE), χρησιμοποίησε δεδομένα από την έρευνα FRESCO του JWST. Εστίασε σε γαλαξίες με υψηλές τιμές ερυθρομετατόπισης (z = 5 έως z = 9), που αντιστοιχούν σε ηλικία σύμπαντος από 1 έως 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια.
Οι ερευνητές ανέλυσαν 36 γαλαξίες με σκόνη και έντονη παραγωγή άστρων, εκ των οποίων τρεις ξεχώρισαν ως «υπερμαζικοί», με εξαιρετικά υψηλούς ρυθμούς σχηματισμού άστρων. Αυτοί οι γαλαξίες είναι κόκκινοι στις εικόνες του JWST λόγω της μεγάλης περιεκτικότητας σε σκόνη, που απορροφά μικρά μήκη κύματος και διαχέει μεγαλύτερα, κόκκινα μήκη κύματος.
Οι τρεις γαλαξίες παράγουν άστρα με ρυθμό 2-3 φορές μεγαλύτερο από τους μεταγενέστερους γαλαξίες. Επιπλέον, η απόδοση μετατροπής αερίου σε αστέρια φτάνει το 50%, ποσοστό πολύ υψηλότερο από το 20% που παρατηρείται σήμερα.
Η μελέτη διεξήχθη από μια διεθνή ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE) και χρησιμοποίησε δεδομένα από την έρευνα FRESCO του JWST. Το Redshift μετρά πόσα μήκη κύματος φωτός που προέρχονται από μακρινά αντικείμενα εκτείνονται στο δρόμο τους προς τους ανιχνευτές μας λόγω του διαστελλόμενου σύμπαντος, με υψηλότερες τιμές που υποδεικνύουν μεγαλύτερη απόσταση και ηλικία.
Η ομάδα χρησιμοποίησε το φασματογράφο κοντινής υπέρυθρης κάμερας (NIRCam) της FRESCO για να μετρήσει τις αποστάσεις και τις αστρικές μάζες των γαλαξιών.
«Το όργανο στο διαστημικό τηλεσκόπιο μας επιτρέπει να εντοπίσουμε και να μελετήσουμε την ανάπτυξη των γαλαξιών με την πάροδο του χρόνου και να αποκτήσουμε μια σαφέστερη εικόνα του τρόπου με τον οποίο συσσωρεύεται αστρική μάζα κατά τη διάρκεια της κοσμικής ιστορίας», εξήγησε ο Pascal Oesch, αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή UNIGE.
Τι το ανατρεπτικό παρατηρήθηκε στους τρεις γαλαξίες
Οι αστρικές μάζες αυτών των τριών γαλαξιών είναι τόσο μεγάλες που απαιτούν απόδοση μετατροπής αστρικής μάζας περίπου 50%, υψηλότερη από την τυπική απόδοση που παρατηρείται στους γαλαξίες σήμερα.
Για παράδειγμα, οι περισσότεροι γαλαξίες σε μεταγενέστερους χρόνους μετατρέπουν μόνο περίπου το 20% του διαθέσιμου αερίου τους σε αστέρια. Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το πρώιμο σύμπαν μπορεί να είχε ένα διαφορετικό σύνολο συνθηκών που επέτρεπαν πολύ ταχύτερη και πιο αποτελεσματική ανάπτυξη των γαλαξιών.
«Η έρευνά μας μεταμορφώνει την κατανόησή μας για τον πρώιμο σχηματισμό γαλαξιών», δήλωσε ο Mengyuan Xiao, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδακτορικός ερευνητής στη Σχολή Επιστημών UNIGE.
Οι ακριβείς αιτίες αυτής της επιταχυνόμενης ανάπτυξης παραμένουν ένα μυστήριο – μπορεί να βασίζεται σε παράγοντες όπως περισσότερο άφθονο αέριο, ταχύτεροι ρυθμοί ψύξης αερίου ή άλλες συνθήκες που δεν είναι ακόμη κατανοητές.
Οι μελλοντικές παρατηρήσεις με το JWST και το Atacama Large Millimeter Array (ALMA) θα δώσουν βαθύτερες γνώσεις για αυτά τα εξαιρετικά ογκώδη «Κόκκινα Τέρατα» και θα παρέχουν μεγαλύτερα δείγματα από αυτές τις πηγές.
«Καθώς μελετάμε αυτούς τους γαλαξίες σε μεγαλύτερο βάθος, θα προσφέρουν νέες ιδέες για τις συνθήκες που διαμόρφωσαν τις πρώτες εποχές του Σύμπαντος. Τα -Κόκκινα Τέρατα- είναι μόνο η αρχή μιας νέας εποχής στην εξερεύνηση του πρώιμου Σύμπαντος», κατέληξε ο Xiao.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στις 13 Νοεμβρίου στο περιοδικό Nature.
Βίντεο
VIA: FoxReport.gr
