
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, należący do NASA, znalazł nieoczekiwanie bogaty „nieodkryty rejon” wczesnych galaktyk, który do tej pory był w dużej mierze ukryty.
Webb odsłania bardzo bogaty Wszechświat, w którym pierwsze formujące się galaktyki wyglądają zupełnie inaczej niż dojrzałe galaktyki widoczne wokół nas dzisiaj. Naukowcy odkryli dwie wyjątkowo jasne galaktyki, które istniały około 350 i 450 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ich ekstremalna jasność jest zagadkowa dla astronomów. Młode galaktyki niezwykle szybko przekształcają gaz w gwiazdy. Wydają się zwarte w kuliste lub dyskowe kształty, które są znacznie mniejsze niż nasza Droga Mleczna. Początek narodzin gwiazd mógł rozpocząć się zaledwie 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu, który miał miejsce 13,8 miliarda lat temu.
Dalsze obserwacje spektroskopowe za pomocą Webba powinny potwierdzić odległości do tych odległych galaktyk, a także ujawnić tempo powstawania gwiazd i obfitość pierwiastków w składzie wczesnych gwiazd.
Kilka dni po oficjalnym rozpoczęciu działalności naukowej, należący do NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba przeniósł astronomów w sferę wczesnych galaktyk, wcześniej ukrytych przed wszystkimi innymi teleskopami aż do teraz.
W ciągu zaledwie czterech dni analizy naukowcy odkryli dwie wyjątkowo jasne galaktyki na zdjęciach GLASS-JWST. Galaktyki te istniały około 450 i 350 milionów lat po Wielkim Wybuchu (z przesunięciem ku czerwieni odpowiednio około 10,5 i 12,5), chociaż przyszłe pomiary spektroskopowe za pomocą Webba pomogą to potwierdzić.
Poprzednim rekordzistą była galaktyka GN-z11, która istniała 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu (przesunięcie ku czerwieni 11,1) i została zidentyfikowana w 2016 roku przez Obserwatorium Hubble’a i Kecka w programach głębokiego nieba.
Obserwacje Webba skłaniają astronomów do konsensusu, że niezwykła liczba galaktyk we wczesnym Wszechświecie była o wiele jaśniejsza niż oczekiwano. Ułatwi to Webbowi znalezienie jeszcze większej liczby wczesnych galaktyk w kolejnych przeglądach głębokiego nieba, twierdzą naukowcy.
Erica Nelson z University of Colorado w Boulder, członkini zespołu Naidu/Oesch, zauważyła, że „nasz zespół był pod wrażeniem możliwości zmierzenia kształtów tych pierwszych galaktyk; ich spokojne, uporządkowane dyski kwestionują nasze zrozumienie, w jaki sposób pierwsze galaktyki powstały w zatłoczonym, chaotycznym wczesnym Wszechświecie”. To niezwykłe odkrycie dysków kompaktowych w tak wczesnych czasach było możliwe tylko dzięki znacznie ostrzejszym obrazom Webba w świetle podczerwonym w porównaniu z Hubble’em.
Naukowcy podkreślili, że dwie jasne galaktyki znalezione przez te zespoły mają dużo światła. Jedną z opcji jest to, że mogły być bardzo masywne, z wieloma gwiazdami o małej masie, takimi jak późniejsze galaktyki. Alternatywnie, mogą być znacznie mniej masywne i składać się ze znacznie mniejszej liczby niezwykle jasnych gwiazd, znanych jako gwiazdy populacji III. Od dawna teoretyzowano, że byłyby pierwszymi gwiazdami, jakie kiedykolwiek się narodziły, płonącymi w zawrotnych temperaturach i składającymi się wyłącznie z pierwotnego wodoru i helu – zanim gwiazdy mogłyby później wytworzyć cięższe pierwiastki w swoich jądrach w procesie syntezy jądrowej. We Wszechświecie lokalnym nie widać tak ekstremalnie gorących, pierwotnych gwiazd.
Obecne oszacowania odległości Webba do tych dwóch galaktyk opierają się na pomiarach ich przesunięć w podczerwieni. Ostatecznie dalsze pomiary spektroskopowe pokazujące, jak światło zostało rozciągnięte w rozszerzającym się Wszechświecie, zapewnią niezależną weryfikację tych kosmicznych pomiarów.