_ Imaginile detaliate arată galaxie creșterea în universul timpuriu a fost mult mai rapidă decât se credea la început

Astronomii se bucură în prezent de o perioadă fructuoasă de descoperire, investigând numeroasele mistere ale universului timpuriu. Lansarea cu succes a telescopului spațial James Webb (JWST), un succesor al telescopului spațial Hubble al NASA, a împins limita a ceea ce putem vedea.

Observațiile intră acum în primii 500 de milioane de ani după Big Bang când universul avea mai puțin de 5% din vârsta sa actuală. Pentru oameni, de data aceasta ar plasa universul ferm în stadiul de copil mic.

Cu toate acestea, galaxiile pe care le observăm cu siguranță nu sunt infantile, noi observații dezvăluind galaxii mai masive și mai mature decât se aștepta anterior pentru vremuri atât de timpurii, ajutând la rescrierea înțelegerii noastre despre formarea și evoluția galaxiilor.

Echipa noastră internațională de cercetare a făcut recent observații detaliate fără precedent ale uneia dintre cele mai vechi galaxii cunoscute, numită Gz9p3 și publicată acum în Nature Astronomy.

Numele său provine de la colaborarea Glass (numele echipei noastre internaționale de cercetare) și de faptul că galaxia se află la o deplasare spre roșu de z=9,3, unde deplasarea către roșu este o modalitate de a descrie distanța până la un obiect - deci G și z9p3.

Cu doar câțiva ani în urmă, Gz9p3 a apărut ca un singur punct de lumină prin Telescopul Spațial Hubble. Dar folosind telescopul spațial James Webb am putut observa acest obiect așa cum a fost la 510 milioane de ani după Big Bang, cu aproximativ 13 miliarde de ani în urmă.

Am descoperit că Gz9p3 era mult mai masiv și mai matur decât se aștepta pentru astfel de un univers tânăr, care conține deja câteva miliarde de stele.

De departe, cel mai masiv obiect confirmat din acest moment, a fost calculat ca fiind de 10 ori mai masiv decât orice altă galaxie găsită la începutul universului.

Combinate, aceste rezultate sugerează că, pentru ca galaxia să atingă această dimensiune, stelele trebuie să se fi dezvoltat mult mai rapid și mai eficient decât am crezut la început.

Cea mai îndepărtată fuziune a galaxiilor din universul timpuriu

Nu numai că acest Gz9p3 este masiv, dar forma sa complexă îl identifică imediat ca fiind una dintre cele mai timpurii fuziuni de galaxii la care a fost observată vreodată.

Imagistica JWST a galaxiei arată o morfologie asociată de obicei cu două galaxii care interacționează. . Iar fuziunea nu s-a încheiat, deoarece încă vedem două componente.

Când două obiecte masive se unesc astfel, ele aruncă efectiv o parte din materie în proces. Deci, această materie aruncată sugerează că ceea ce am observat este una dintre cele mai îndepărtate fuziuni văzute vreodată.

În continuare, studiul nostru a analizat mai profund, pentru a descrie populația de stele care alcătuiesc galaxiile care fuzionează. Folosind JWST, am reușit să examinăm spectrul galaxiei, împărțind lumina în același mod în care o prismă împarte lumina albă într-un curcubeu.

Când folosim doar imagistica, majoritatea studiilor asupra acestor obiecte foarte îndepărtate arată doar stele foarte tinere, deoarece stelele mai tinere sunt mai strălucitoare și, prin urmare, lumina lor domină datele imagistice.

De exemplu, o populație tânără strălucitoare declanșată de fuziunea galaxiilor, mai veche de câteva milioane de ani, eclipsează o populație mai în vârstă. populație care are deja peste 100 de milioane de ani.

Folosind tehnica spectroscopiei, putem produce observații atât de detaliate încât cele două populații pot fi distinse.

Noi modele ale universului timpuriu

O astfel de populație matură mai în vârstă nu a fost anticipată având în vedere modul în care stelele timpurii ar fi trebuit să se fi format pentru a fi îmbătrânit suficient până în acest timp cosmic. Spectroscopia este atât de detaliată, încât putem vedea trăsăturile subtile ale vechilor stele care ne spun că există mai multe decât credeți.

Elementele specifice detectate în spectru (inclusiv siliciu, carbon și fier) ​​dezvăluie acest lucru mai vechi. populația trebuie să existe pentru a îmbogăți galaxia cu o abundență de substanțe chimice.

Nu numai dimensiunea galaxiilor este surprinzătoare, ci și viteza cu care au crescut până la o stare atât de matură din punct de vedere chimic.

Aceste observații oferă dovezi ale unei viteze rapide și eficiente. acumularea de stele și metale imediat după Big Bang, legată de fuziunile galaxiilor în curs, demonstrând că galaxiile masive cu câteva miliarde de stele au existat mai devreme decât se aștepta.

Galaxiile izolate își formează populația de stele. in situ din rezervoarele lor finite de gaz, totuși, aceasta poate fi o modalitate lentă de creștere a galaxiilor.

Interacțiunile dintre galaxii pot atrage fluxuri proaspete de gaz curat, oferind combustibil pentru formarea rapidă a stelelor și fuziuni. oferă un canal și mai accelerat pentru acumularea și creșterea în masă.

Cele mai mari galaxii din universul nostru modern au toate o istorie de fuziuni, inclusiv propria noastră Cale Lactee, care a crescut la dimensiunea actuală prin fuziuni succesive cu mai mici. galaxii.

Aceste observații ale lui Gz9p3 arată că galaxiile au fost capabile să acumuleze masă rapid în universul timpuriu prin fuziuni, cu eficiențe de formare a stelelor mai mari decât ne așteptam.

Aceasta și alte observații folosind JWST îi determină pe astrofizicieni să-și ajusteze modelarea primilor ani ai universului.

Cosmologia noastră nu este neapărat greșită, dar înțelegerea noastră despre cât de repede s-au format galaxiile probabil este, deoarece acestea sunt mai masive decât noi. s-a crezut vreodată că ar putea fi posibil.

Aceste noi rezultate sunt oportune pe măsură ce ne apropiem de pragul de doi ani pentru observațiile științifice efectuate folosind JWST.

Așa cum a observat numărul total de galaxii crește, astronomii care studiază universul timpuriu trec de la faza de descoperire la o perioadă în care avem mostre suficient de mari pentru a începe să construim și să perfecționăm noi modele.

Nu a existat niciodată un moment mai interesant pentru a înțelege misterele universului timpuriu.

(Fluierul)