Astronomowie zaczynają dostrzegać pierwsze galaktyki za pomocą JWST

Jednym z głównych celów naukowych Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba jest obserwacja epoki, w której naszym zdaniem powstały pierwsze galaktyki, aby zrozumieć szczegóły ich powstawania, ewolucji i składu. Z każdym głębokim spojrzeniem w przeszłość teleskop wydaje się bić swój własny rekord najodleglejszej galaktyki, jaką kiedykolwiek widziano. Artykuły naukowe zaczynają teraz napływać, ponieważ astronomowie w końcu zaczynają zbierać wystarczającą ilość danych z JWST, aby zbudować głębsze zrozumienie wczesnego Wszechświata.

W nowym badaniu opublikowanym w Nature Astronomy, zespół naukowców z Danii uważa, że zaobserwował jedne z pierwszych, najwcześniejszych galaktyk za pomocą JWST. Galaktyki te są tak stare, że prawdopodobnie wciąż się formują.

Proporcje galaktyk
Jednym ze znanych standardów jest to, że stosunek między galaktykami i ich ciężkimi pierwiastkami utrzymywał się na stałym poziomie w lokalnym Wszechświecie przez ostatnie 12 miliardów lat historii, czyli około 5/6 wieku Wszechświata. Ale dzięki JWST astronomowie widzą, że najmłodsze galaktyki wyglądają inaczej. Nie mają takiego samego stosunku gwiazd do cięższych pierwiastków, ponieważ nie przeszły jeszcze przez cykle formowania się gwiazd i śmierci gwiazd, wzbogacając obłoki gazu metalami, tj. pierwiastkami cięższymi niż wodór i hel.

Ten wykres pokazuje obserwowane galaktyki na “diagramie masy pierwiastka-gwiazdy”: im dalej na prawo znajduje się galaktyka, tym jest masywniejsza i im dalej, tym więcej ciężkich pierwiastków zawiera. Szare ikony reprezentują galaktyki we współczesnym Wszechświecie, podczas gdy czerwone pokazują nowe obserwacje wczesnych galaktyk. Te wyraźnie mają znacznie mniej ciężkich pierwiastków niż późniejsze galaktyki, ale zgadzają się z grubsza z przewidywaniami teoretycznymi, na które wskazuje niebieskie pasmo. Źródło: Kasper Elm Heintz, Peter Laursen.

W ramach tych badań astronomowie przyjrzeli się 16 galaktykom, jednym z najwcześniejszych galaktyk, jakie kiedykolwiek zaobserwowano. Ich obserwacje ujawniły, że obfitość chemiczna w tych galaktykach wynosi jedną czwartą tej obserwowanej w galaktykach, które powstały później. W swoim artykule astronomowie napisali, że “odkrycia te sugerują, że galaktyki w tym czasie są nadal ściśle związane z ośrodkiem międzygalaktycznym i podlegają ciągłemu opadaniu nieskazitelnego gazu, który skutecznie rozcieńcza ich obfitość metali.

Gdy grawitacja zebrała razem pierwsze zagęszczenia gazu, powstały pierwsze gwiazdy i galaktyki.

Kiedy przeanalizowaliśmy światło z 16 z tych pierwszych galaktyk, zobaczyliśmy, że mają one znacznie mniej ciężkich pierwiastków, w porównaniu do tego, czego można się spodziewać po ich masach gwiazdowych i ilości nowych gwiazd, które wyprodukowały.powiedział Kasper Elm Heintz, kierownik badań i adiunkt w Cosmic Dawn Center w Instytucie Nielsa Bohra i DTU Space w Kopenhadze. Dania, w komunikacie prasowym.

Wyniki te, jak twierdzą astronomowie, są w jaskrawym kontraście do obecnego modelu, w którym galaktyki ewoluują w formie równowagi przez większość historii Wszechświata, gdzie istnieje związek między tym, ile gwiazd powstało, a ile ciężkich pierwiastków powstało.

Ilustracja powstawania galaktyk: Rozproszony gaz z przestrzeni międzygalaktycznej spada w kierunku centrum, wywołując powstawanie gwiazd i stając się częścią obracającego się dysku galaktyki. Kiedy gwiazdy umierają, zwracają swój gaz do galaktyki (i przestrzeni międzygalaktycznej), teraz wzbogaconej ciężkimi pierwiastkami. Źródło: Tumlinson et al. (2017) .

Nie do końca zaskakujące
Naukowcy twierdzą jednak, że wynik ten nie jest całkowicie zaskakujący. Teoretyczne modele powstawania galaktyk przewidziały właśnie to. A teraz zostało to zaobserwowane.

Wynik daje nam pierwszy wgląd w najwcześniejsze etapy formowania się galaktyk, które wydają się być ściślej związane z gazem pomiędzy galaktykami, niż sądziliśmy. Jest to jedna z pierwszych obserwacji Jamesa Webba na ten temat, więc wciąż czekamy, aby zobaczyć, co mogą nam powiedzieć większe, bardziej wszechstronne obserwacje, które są obecnie prowadzone.mówi Elm Heintz.

Naukowcy stwierdzili, że nie ma wątpliwości, że JWST dostarczy więcej danych i wkrótce powinni mieć znacznie jaśniejsze zrozumienie tego, jak galaktyki i pierwsze struktury zaczęły powstawać w ciągu pierwszego miliarda lat po Wielkim Wybuchu.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową