Astronomowie odkrywają teraz rekordowe, bijące rekordy dziesiątki odległych galaktyk, jednocześnie przeszukując skarbnicę danych zebranych obecnie przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST lub Webb). Wśród nich jest kilka galaktyk sprzed nieco ponad 200 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
przed startem Kosmiczny Teleskop Jamesa Webbanajdalszą potwierdzoną galaktyką znaną była GN-z11który astronomowie zobaczyli około 420 milionów lat później wielka eksplozjanadając mu to, co astronomowie nazywają przesunięcie ku czerwieni od 11.6. (Przesunięcie ku czerwieni opisuje ilość rozciągającego się światła pochodzącego z galaktyki takiej jak tyWszechświat się rozszerza. Im większe przesunięcie ku czerwieni, tym dalej w czasie widzimy galaktykę).
Zaledwie tydzień po premierze Pierwsze zdjęcia naukowe Z JWST astronomowie donoszą o odkryciu galaktyk w przesunięcie ku czerwieni 13, co odpowiada około 300 milionom lat po Wielkim Wybuchu. Teraz nowa fala wyników naukowych pobiła ten rekord, a niektórzy astronomowie donoszą, że odkryli galaktyki z przesunięciem ku czerwieni wynoszącym 20. Jeśli to prawda, widzimy te galaktyki tak, jak istniały około 200 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Galeria: Pierwsze obrazy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba
To duże, jeśli: w tym momencie żadna z tych wartości przesunięcia ku czerwieni nie została potwierdzona. Aby potwierdzić odległości tych galaktyk, potrzebna będzie spektroskopia, która dzieli światło z obiektu na to, co naukowcy nazywają widmem. Ta analiza pojawi się później. Wydaje się jednak jasne, że JWST jest w stanie doskonale wykrywać galaktyki z tego dawno utraconego wieku.
Galaktyki odkryto przy użyciu różnych technik. Astronomowie kierowani przez Haojing Yan z University of Missouri-Columbia soczewka grawitacyjna Stworzony przez Galaktyczną Gromadę SMACS J0723 do wykrycia 88 kandydujących galaktyk z przesunięciem ku czerwieni 11, w tym garstką galaktyk oszacowanym z przesunięciem ku czerwieni 20. Po walidacji galaktyki te byłyby zdecydowanie najdalszą wykrytą odległością. Ze względu na kosmiczną ekspansję dzisiejsze galaktyki będą oddalone od nas o ponad 35 miliardów lat świetlnych.
Dwie inne prace doniosły o odkryciu silnie przesuniętych ku czerwieni galaktyk w skrawkach nieba, gdzie JWST po prostu przeszedł głębokie naświetlenie, bez uciekania się do soczewkowania grawitacyjnego. Te zdjęcia są częścią badania naukowego wczesnego rozwoju kosmicznego (CEERS), które składa się z obrazów 10 różnych punktów na niebie, wykonanych przez kamerę bliskiego zasięgu JWST (NIRCam). JWST spektrometr bliskiej podczerwieni NIRSpec dołącza do obserwacji sześciu z tych miejsc, podczas gdy Instrument Mid-Infrared (MIRI) Kosmicznego Teleskopu bada cztery.
Jeden zespół astronomów kierowany przez dr. Student Callum Dunant z Uniwersytetu w Edynburgu znalazł galaktykę kandydującą z przesunięciem ku czerwieni 16,7, czyli zaledwie 250 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Zespół znalazł również pięć innych galaktyk z przesunięciem ku czerwieni, większych niż 12, z których wszystkie przekroczyły rekord przesunięcia ku czerwieni ustanowiony przez poprzednika JWST, a teraz kolegi JWST. Kosmiczny teleskop Hubble.
Tymczasem, wykorzystując te same obserwacje z CEERS, inny zespół kierowany przez Stephena Finkelsteina z University of Texas w Austin odkrył galaktykę z przesunięciem ku czerwieni 14,3, umieszczając ją 280 milionów lat po Wielkim Wybuchu, którą naukowcy nazwali „Galaktyką Maisi”. po córce Finkelsteina. Astronomowie odkryli, że ta galaktyka mogła być również widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a, ale nie została wówczas rozpoznana. Jeśli bliższe przyjrzenie się zarchiwizowanym danym ujawni galaktykę, Galaktyka Maisie powinna wytwarzać bardzo silne światło ultrafioletowe z potężnej eksplozji formowania się gwiazd, które Hubble może zauważyć.
W rzeczywistości wszystkie odległe galaktyki kandydujące wykazują dowody silnej emisji ultrafioletu, być może wystarczające, aby rozstrzygnąć debatę o tym, dlaczego wodór we Wszechświecie jest zjonizowany i położyć kres tzw.kosmiczne mroczne wiekiPrzez lata astronomowie proponowali przyczyny, od promieniowania z pierwszych gwiazd i galaktyk po wypływy promieniowania z pierwszych supermasywnych czarnych dziur.
W swoim artykule zespół Donnana obliczył „funkcję jasności ultrafioletowej galaktyki” między przesunięciem ku czerwieni od 8 do 15. Ta funkcja to średnia ilość światła ultrafioletowego związanego z galaktykami w danej epoce. Wartość ta jest ściśle związana z powstawaniem gwiazd, ponieważ im więcej gorących młodych gwiazd w galaktyce, tym więcej emitują światła ultrafioletowego. Zespół Dunanta doszedł do wniosku, że promieniowanie ultrafioletowe wytwarzane przez gwiazdy we wczesnych galaktykach jest wystarczające do jonizacji wszechświata.
Dużą liczbę odkrytych galaktyk o dużym przesunięciu ku czerwieni można uznać za kosmiczne dzieci. Galaktyki te mają zaledwie 1000 lat świetlnych średnicy i zawierają dziesiątki milionów gwiazd. Współczesne galaktyki mogą zawierać setki miliardów gwiazd. Astronomowie szacują, że kosmiczne dzieci mają mniej niż 100 milionów lat, a mogą mieć nawet 20 milionów lat.
Naukowcy nie zidentyfikowali jeszcze żadnej z pierwszych galaktyk we wszechświecie, które mogą znajdować się na przesunięciu ku czerwieni 25 lub wyższym. Jednak nowe odkrycia reprezentują generacje galaktyk, które podążały za nimi i które naukowcy widzą we wczesnych stadiach ewolucji.
Ilość światła ultrafioletowego (przesuwająca się w kierunku od czerwonego do dłuższych fal podczerwonych, co czyni je widocznymi dla JWST) wraz z obfitością galaktyk o dużym przesunięciu ku czerwieni, które wykrył tak wcześnie na swojej misji, sugeruje, że galaktyki były obfite w najwcześniejszym terminie. Wszechświat JWST. Wbrew niektórym przewidywaniom tempo powstawania gwiazd może stopniowo spadać, gdy patrzymy wstecz, zamiast gwałtownego spadku po przesunięciu ku czerwieni 11.
„Weryfikacja spektralna powinna być kontynuowana [these redshifts]A [it means that] Nasz wszechświat już świecił galaktykami mniej niż 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu” – napisał zespół Finkelsteina w swoim artykule.
Teraz, gdy JWST wykrył te potężne kandydatki na galaktyki na ogromnych odległościach, kolejnym pytaniem jest, jak daleko w przeszłości JWST mógł zobaczyć i czy wystarczyłoby odkryć pierwsze znalezione galaktyki, być może zaledwie 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Takie odkrycie wymagałoby dużo szczęścia, ponieważ polegałoby na stycznym soczewkowaniu grawitacyjnym, aby pokazać galaktyki pierwotne.
Papier Yan można znaleźć tutaj; papier donanowy tutaj; Gazeta Finkelsteina tutaj.
Obserwuj Keitha Coopera na Twitterze @21stCenturySETI. Podążaj za nami na Twitterze Umieść tweeta i dalej Facebook.
„Odkrywca. Nieprzepraszający przedsiębiorca. Fanatyk alkoholu. Certyfikowany pisarz. Wannabe tv ewangelista. Fanatyk Twittera. Student. Badacz sieci. Miłośnik podróży.”
