Космическият телескоп Джеймс Уеб става свидетел на зората на звездната светлина

Водещи бележки от Космически телескоп Джеймс Уеб Резултатите от ранните сливания на галактики показват, че звездите са се формирали по-бързо и по-ефективно от известното досега, разкривайки сложни звездни купове и оспорвайки настоящите космологични теории.

• Галактиките и звездите са се развивали още по-бързо голямата експлозия От очакваното.
• Подробните изображения на една от първите галактики показват, че растежът е бил много по-бърз, отколкото си мислехме.

Международен изследователски екип направи безпрецедентни подробни наблюдения на първото сливане на галактики. Те предполагат, че звездите са еволюирали по-бързо и по-ефективно, отколкото си мислехме.

Те използваха космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST), за да наблюдават масивния обект, както е съществувал 510 милиона години след Големия взрив – преди около 13 милиарда години.

„Когато направихме тези наблюдения, тази галактика беше 10 пъти по-голяма от която и да е друга галактика, открита в ранната вселена“, казва д-р Кит Бойет, изследовател на ASTRO 3D в ранните галактики от университета в Мелбърн. Той е водещ автор на статия, публикувана наскоро в Природна астрономия. Документът включва 27 автори от 19 институции в Австралия, Тайланд, Италия, САЩ, Япония, Дания и Китай.

Космическият телескоп Джеймс Уеб, пуснат през 2021 г., позволява на астрономите да наблюдават ранната Вселена по начини, които преди това бяха невъзможни. Обекти, които се появяват като единични светлинни точки през предишни телескопи, напр Космически телескоп Хъбълразкрива своята сложност.

Космическият телескоп Джеймс Уеб показва подробности за масивно сливане на галактики преди 13 милиарда години. Кредит: Astro 3D

„Удивително е да се види силата на космическия телескоп Джеймс Уеб в предоставянето на подробен изглед на галактиките на ръба на наблюдаваната вселена и по този начин да се върнем назад във времето“, казва професор Мишел Тринити, ръководител на тема ASTRO 3D First Galaxies и договор ръководител в университета в Мелбърн. Професор Тринити добавя: „Тази космическа обсерватория променя нашето разбиране за ранното образуване на галактики.“

Наблюденията в настоящия документ показват галактика, състояща се от няколко клъстера с два компонента в главния клъстер и дълга опашка, което показва продължаващо сливане на две галактики в по-голяма галактика.

„Сливането все още не е приключило. Това, че все още можем да видим два обекта, е резултат от изхвърлянето на някакъв материал по време на процеса на сливане има значение“, казва д-р Бойет, „Това ни казва, че има сливане и това е най-далечното сливане досега.“

Тези и други наблюдения с помощта на космическия телескоп Джеймс Уеб карат астрофизиците да преразгледат своите модели на ранните години на Вселената.

„С Джеймс Уеб виждаме повече обекти в ранната вселена, отколкото очакваме да видим, и тези обекти също са по-масивни, отколкото си мислехме“, казва д-р Бойет. „Нашата космология не е непременно погрешна, но нашето разбиране за това колко бързо се образуват галактиките може да бъде, защото те са по-големи по размер, отколкото сме смятали за възможни.“

Други древни галактики. Кредит: Astro 3D

Констатациите на екипа на д-р Бойет показват, че тези галактики са успели да натрупат маса много бързо чрез сливане.

Но не само размерът на галактиките и скоростта, с която растат, изненадаха д-р Бойет. Неговият документ описва за първи път броя на звездите, които съставят сливащите се галактики, друга подробност, станала възможна благодарение на космическия телескоп Джеймс Уеб.

„Когато сравнихме нашия спектроскопски анализ с нашите изображения, открихме две неща, които са различни. Изображението ни каза, че броят на звездите е малък, но спектроскопията говори за много стари звезди, но се оказва, че и двете са верни.“ Бойет казва. Защото имаме не една група звезди, а две.“

„Старите обитатели са били там от дълго време и това, което мислим, че се случва, е, че сливането на галактиките произвежда нови звезди и това е, което виждаме в изображенията – нови звезди върху старите обитатели.“

Повечето изследвания на тези далечни обекти показват много млади звезди, но това е така, защото по-младите звезди са по-ярки и затова тяхната светлина доминира в данните за изображения. Космическият телескоп Джеймс Уеб обаче позволява толкова подробни наблюдения, че двете групи могат да бъдат разграничени.

„Факт е, че спектроскопията е толкова подробна, че можем да видим фините характеристики на древните звезди, които всъщност ни казват, че там има повече, отколкото си мислим“, казва д-р Бойет.

„Това не е напълно изненадващо, тъй като знаем, че в цялата история на Вселената има пикове на образуване на нови звезди по различни причини и това води до множество популации.

„Но това е първият път, когато наистина ги виждаме от това разстояние.“

Документът има големи последици за настоящото моделиране.

„Нашите симулации биха могли да създадат обект, подобен на този, който наблюдавахме, приблизително на същата възраст като Вселената и с приблизително същата маса, но е изключително рядък, има само един от тях в целия модел. Шансът за наблюдение „Нашите наблюдения предполагат, че или имаме голям късмет, или нашите симулации са грешни, а този вид неща са по-често срещани, отколкото си мислим.“

„Нещото, което смятаме, че пропускаме, е, че звездите се формират по-ефективно и това може би трябва да променим в нашите модели.“

Справка: „Масивна взаимодействаща галактика 510 милиона години след Големия взрив“ от Кристан Бойет, Микеле Тринти, Ниша Литокавалит, Антонело Калабро, Бенджамин Мета, Гуидо Робъртс Борсани, Николо Далмазо, Лилан Янг, Паола Сантини, Томазо Трио, Тъкър Джоунс. Алейна Хенри, Шарлот А. Мейсън, Такахиро Моришита, Темия Нанаякара, Намрата Рой, Чен Уанг, Адриано Фонтана, Емилиано Мерлин, Марко Кастелано, Диего Парис, Маруша Брадак, Мат Малкан, Данило Маркесини, Сара Масия, Карл Глезбрук, Лаура Пинтеричи. , Ерос Ванцела и Бенедета Вулкани, 7 март 2024 г., Природна астрономия.
doi: 10.1038/s41550-024-02218-7