_ Webb se deblochează secretele galaxiei primordiale

Privind adânc în spațiu și timp, două echipe care folosesc telescopul spațial James Webb NASA/ESA/CSA au studiat galaxia excepțional de luminoasă GN-z11, care a existat atunci când 13,8 miliarde de ani- vechiul univers avea doar aproximativ 430 de milioane de ani.

Livrându-și promisiunea de a ne transforma înțelegerea universului timpuriu, telescopul spațial James Webb cercetează galaxiile aproape de zorii timpului. Una dintre acestea este galaxia excepțional de luminoasă GN-z11, care exista atunci când universul era doar o mică parte din vârsta sa actuală. Detectată inițial cu telescopul spațial Hubble NASA/ESA, este una dintre cele mai tinere și mai îndepărtate galaxii observate vreodată și este, de asemenea, una dintre cele mai enigmatice. De ce este atât de strălucitor? Webb pare să fi găsit răspunsul.

O echipă care studiază GN-z11 cu Webb a găsit prima dovadă clară că galaxia găzduiește o gaură neagră centrală supermasivă care acumulează rapid materie. Descoperirea lor face ca aceasta să fie cea mai îndepărtată gaură neagră supermasivă activă observată până în prezent.

„Am găsit gaz extrem de dens, care este comun în vecinătatea găurilor negre supermasive care acumulează gaz”, a explicat investigatorul principal Roberto Maiolino de la Cavendish. Laboratorul și Institutul Kavli de Cosmologie de la Universitatea Cambridge din Regatul Unit. „Acestea au fost primele semnături clare că GN-z11 găzduiește o gaură neagră care înghită materie.”

Folosind Webb, echipa a găsit, de asemenea, indicii ale elementelor chimice ionizate observate în mod obișnuit în apropierea găurilor negre supermasive. În plus, au descoperit că galaxia alunga un vânt foarte puternic. Astfel de vânturi de mare viteză sunt de obicei conduse de procese asociate cu acumularea viguroasă a găurilor negre supermasive.

„Camera NIRCam (Camera cu infraroșu apropiat) de la Webb a dezvăluit o componentă extinsă, care urmărește galaxia gazdă și o centrală compactă. sursă ale cărei culori sunt în concordanță cu cele ale unui disc de acreție care înconjoară o gaură neagră”, a declarat anchetatorul Hannah Übler, de asemenea, de la Laboratorul Cavendish și Institutul Kavli.

Împreună, aceste dovezi arată că GN-z11 găzduiește un gaură neagră supermasivă de două milioane de masă solară într-o fază foarte activă de consumare a materiei, motiv pentru care este atât de luminoasă.

O a doua echipă, condusă tot de Maiolino, a folosit NIRSpec (Near-Infrared) de la Webb Spectrograph) pentru a găsi o grămadă gazoasă de heliu în haloul care înconjoară GN-z11.

„Faptul că nu vedem nimic altceva în afară de heliu sugerează că acest aglomerar trebuie să fie destul de curat”, a spus Roberto. „Acesta este ceva ce era de așteptat de teorie și simulări în vecinătatea galaxiilor deosebit de masive din aceste epoci – că ar trebui să existe buzunare de gaz curat care să supraviețuiască în halou, iar acestea se pot prăbuși și forma grupuri de stele din populația III.”

Găsirea stelelor nevăzute până acum din populația III – prima generație de stele formată aproape în întregime din hidrogen și heliu – este unul dintre cele mai importante obiective ale astrofizicii moderne. Aceste stele sunt de așteptat să fie foarte masive, foarte luminoase și foarte fierbinți. Semnătura lor ar fi prezența heliului ionizat și absența elementelor chimice mai grele decât heliul.

Formarea primelor stele și galaxii marchează o schimbare fundamentală în istoria cosmică, în timpul căreia universul a evoluat dintr-un întuneric. și o stare relativ simplă în mediul extrem de structurat și complex pe care îl vedem astăzi.

În observațiile viitoare ale Webb, Roberto, Hannah și echipa lor vor explora GN-z11 mai în profunzime și speră să consolideze cazul pentru stelele din Populația III care se pot forma în aureola sa.

Cercetarea asupra aglomerării de gaze curate din haloul lui GN-z11 a fost acceptată pentru publicare în Astronomy & Astrophysics și este disponibilă în prezent pe serverul de preprintare arXiv. Rezultatele studiului găurii negre a lui GN-z11 au fost publicate în revista Nature pe 17 ianuarie 2024.

(Fluierul)