Nikt się ich nie spodziewał. Nie miało ich tam być. A teraz nikt nie potrafi wyjaśnić, w jaki sposób powstały.
Prawie tak masywne galaktyki jak galaktyki droga Mleczna A pełne dojrzałych, czerwonych gwiazd wydają się być rozproszone na jego zdjęciach z głębokiego pola Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (Webb lub JWST) Podczas wczesnej kampanii obserwacyjnej przyprawiają astronomów o ból głowy.
te galaktyki, opisane w nowym badaniu opartym na pierwszych opublikowanych danych Webba, są tak daleko, że dla potężnego teleskopu widoczne są jedynie jako małe czerwone kropki. Analizując światło emitowane przez te galaktyki, astronomowie ustalili, że obserwowali je na początku naszego Wszechświata, zaledwie 500 000 do 700 000 lat po wielka eksplozja.
Te wczesne galaktyki same w sobie nie są zaskakujące. Astronomowie spodziewali się, że wkrótce potem pojawią się pierwsze gromady gwiazd istnienie przeniesiony z tzw Średniowiecze – pierwsze 400 000 lat jego istnienia, kiedy gęsta mgła atomów wodoru przesiąkła przestrzeń.
Powiązany: 12 niesamowitych odkryć dokonanych przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba w całym wszechświecie
Ale galaktyki na zdjęciach Webba wyglądały na szokująco duże i gwiazdy Jest bardzo stary. Nowe odkrycia są sprzeczne z obecnymi wyobrażeniami o tym, jak wszechświat pojawił się i ewoluował we wczesnych latach, i nie pasują do wcześniejszych obserwacji dokonanych przez mniej potężnego poprzednika Webba, Kosmiczny teleskop Hubble.
„Mieliśmy konkretne przewidywania dotyczące rodzaju galaktyk, które żyły we wczesnym wszechświecie: są małe i małe” – powiedział e-mailem Joel Lega, adiunkt astronomii i astrofizyki w Penn State i jeden z autorów badania. „Wcześniejsze badania wczesnego wszechświata przy użyciu Hubble’a i innych instrumentów miały tendencję do znajdowania małych, niebieskich galaktyk we wczesnych czasach: obiektów, które powstały niedawno z pierwotnej kosmicznej zupy i same budowały własne wczesne gwiazdy i struktury”.
Młode gwiazdy na ogół świecą jasnoniebieskim światłem. Starzejąc się, gwiazdy świecą na czerwono, spalając swoje paliwo i ochładzając się. W starożytnych galaktykach, które Webb miał odkryć, astronomowie nie spodziewali się zobaczyć starożytnych czerwonych gwiazd. Nie spodziewali się też znaleźć galaktyk większych niż być może miliard słońca. Ale Liga powiedział, że te czerwone kropki wykryte w głębokich polach Webba wydają się być 50 razy większe niż to.
„Szacuje się, że najbardziej masywne galaktyki w naszej próbce mają masy [two to four times lower] Lega napisała o naszej galaktyce, Drodze Mlecznej. „To było niesamowite – znaleźliśmy kandydujące galaktyki tak masywne jak nasza własna, gdy Wszechświat miał zaledwie 3% obecnego wieku”.
Lega powiedział, że zanim astronomowie będą mogli zacząć przepisywać teorie kosmologiczne, aby wyjaśnić, w jaki sposób te galaktyki połączyły się tak szybko po Wielkim Wybuchu, będą musieli upewnić się, że poszczególne czerwone kropki, na które patrzą, nie są czymś innym. Lega powiedział, że większość alternatywnych wyjaśnień wymaga również zupełnie nowych koncepcji.
„Na przykład gwiazdy we wczesnym Wszechświecie mogą emitować światło w dziwny sposób z powodu braku ciężkich pierwiastków i możemy nie uwzględniać ich w naszych modelach” – napisał Lega. Alternatywnie, być może nasze zrozumienie tego, jak gwiazdy powstają lokalnie, na przykład ile gwiazd powstaje z gazu w funkcji masy gwiazdy, jest całkowicie niewykonalne we wczesnym Wszechświecie.Te rzeczy również będą ekscytujące do odkrycia, a także wywrócą do góry nogami nasze rozumienie gwiazd formacji we wczesnym wszechświecie – w zupełnie inny sposób”.
Zdjęcia, które ujawniły te nieuchwytne galaktyki, zostały wykonane przez kamerę internetową Near Infrared Webcam (NIRCam) w ramach programu Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS). Astronomowie planują wkrótce ponownie skierować lustro Webba na te galaktyki, tym razem, aby uzyskać widma światła dla tych odległych punktów. Widma dzielą obserwowane światło zgodnie z jego konfiguracją długości fali, ujawniając w ten sposób chemiczne i fizyczne właściwości jego źródła.
„Najważniejsze jest to, że widma dają bardzo dokładne odległości do tych obiektów” – powiedział Lega. „Odległość” i „tożsamość” tych obiektów są współzależne: jeśli znamy odległość, możemy zdefiniować tożsamość i odwrotnie. Zatem widmo od razu powie nam, czy nasze hipotezy są prawidłowe. „
Nieco ponad sześć miesięcy po tym, jak zespół Webba wydał wydanie Pierwsze notatki Naukowcy z Wielkiego Obserwatorium już teraz mają za zadanie napisać od nowa swoje teorie na temat wczesnego Wszechświata.
„Po raz pierwszy spojrzeliśmy na bardzo wczesny wszechświat i nie mieliśmy pojęcia, co znajdziemy” – powiedział Lega z University of Pennsylvania. oświadczenie. (Otwiera się w nowej karcie) „Okazuje się, że znaleźliśmy coś tak nieoczekiwanego, że stwarza to problemy dla nauki. Podważa to cały obraz powstawania wczesnych galaktyk”.
badania Opublikowano w Nature w środę (22 lutego).
Śledź Teresę Poltarovą na Twitterze @pracownik. Podążaj za nami na Twitterze @pracownik i dalej Facebook.
„Kawioholik. Fanatyk alkoholu na całe życie. Typowy ekspert podróży. Skłonny do napadów apatii. Internetowy pionier”.
More Stories
Chińska rakieta zostaje wystrzelona na niewidoczną stronę Księżyca
Porównanie załogi komercyjnej NASA Boeing Starliner i SpaceX Dragon
SpaceX wystrzeliwuje pierwsze satelity WorldView Legion firmy Maxar na pokładzie samolotu Falcon 9 z bazy sił kosmicznych Vandenberg – lot kosmiczny teraz