O săptămână mai târziu, astronomii descoperă o galaxie și mai adânc în timp
Nasa
Datele telescopului spațial Webb au fost doar în mâinile astronomilor în ultimele câteva săptămâni, dar ei au așteptat acest lucru de ani de zile și se pare că au analize în curs. Rezultatul a fost ceva ca o cursă în timp, deoarece noi descoperiri găsesc obiecte care s-au format din ce în ce mai aproape de Big Bang-ul care a produs Universul nostru. Săptămâna trecută, una dintre aceste căutări a dezvăluit o galaxie care a fost prezentă la mai puțin de 400 de milioane de ani după Big Bang. Săptămâna aceasta, o nouă scanare a identificat o galaxie așa cum a apărut la doar 233 de milioane de ani de la nașterea Universului.
Această descoperire este un rezultat fericit al muncii care a fost concepută pentru a răspunde la o întrebare mai mare: câte galaxii ar trebui să ne așteptăm să vedem în momente diferite după Big Bang?
La timp
După cum am menționat săptămâna trecută, Universul timpuriu a fost opac la lumină la toate lungimile de undă care transportă mai multă energie decât este necesară pentru ionizarea hidrogenului. Această energie se află în partea UV a spectrului, dar deplasarea către roșu cauzată de 13 miliarde de ani ai unui Univers în expansiune a mutat acest punct de tăiere în partea infraroșu a spectrului. Pentru a găsi galaxii din această epocă, trebuie să căutăm obiecte care nu sunt vizibile la lungimi de undă infraroșii mai scurte (adică lumina a fost odată peste pragul hidrogenului), dar care apar la lungimi de undă de energie mai mică.
Cu cât granița dintre invizibil și vizibil este mai adâncă în infraroșu, cu atât este mai puternică deplasarea spre roșu și cu atât obiectul este mai îndepărtat. Cu cât obiectul este mai departe, cu atât este mai aproape în timp de Big Bang.
Studiile acestor galaxii ne pot spune ceva despre proprietățile lor individuale. Dar identificarea unei colecții mari de galaxii timpurii ne poate ajuta să stabilim cât de repede s-au format și să identificăm orice modificări ale dinamicii galaxiilor care au avut loc la un moment specific din trecutul Universului. Această schimbare în timp a frecvenței obiectelor vizibile se numește „funcție de luminozitate” și s-a lucrat pentru a caracteriza funcția de luminozitate a galaxiilor timpurii. Dar lungimile de undă în infraroșu ale primelor galaxii sunt absorbite de atmosfera Pământului și, prin urmare, trebuie să fie fotografiate din spațiu. Și acesta a fost unul dintre obiectivele de proiectare ale telescopului Webb.
Noua lucrare s-a concentrat pe examinarea funcției de luminozitate a galaxiilor care s-au format la scurt timp (în termeni astronomici) după Big Bang. Dar, prin generarea unui catalog de galaxii timpurii, cercetătorii identifică ceea ce pare a fi cea mai veche galaxie fotografiată vreodată.
Definiția funcției
Cercetătorii au folosit două surse de date pentru a reconstrui apariția galaxiilor în momente diferite. Unul a fost produs prin analiza lucrărilor efectuate cu un telescop în infraroșu de la sol ( Telescopul VISTA) și Telescopul Spațial Spitzer, ambele au fotografiat galaxii relativ mai vechi când au produs lumina care ajunge acum pe Pământ, la aproximativ 600 de milioane de ani sau mai mult după Big Bang. Celălalt a implicat date generate de Webb, inclusiv seturile de date analizate în articol am raportat despre și o zonă cu imagini în prima publicare a fotografiilor publice. În toate cazurile, cercetătorii au căutat același lucru: obiecte prezente la lungimi de undă mai lungi în infraroșu, dar absente la lungimi de undă mai scurte.
În total, echipa a identificat 55 de galaxii îndepărtate, dintre care 44 nu fuseseră niciodată observate înainte. Treizeci și nouă dintre ele provin din datele lui Webb, iar această cifră a inclus cele două galaxii antice care au fost identificate săptămâna trecută. Cifrele nu sunt deosebit de precise la deplasări mai mari spre roșu, unde se bazează doar pe una sau două galaxii. Dar, în general, tendința sugerează o scădere treptată a obiectelor vizibile până la câteva sute de milioane de ani de la Big Bang, fără schimbări sau întreruperi bruște.
Dar ceea ce este izbitor este că există date pentru o galaxie la o deplasare către roșu extrem de mare (z=16,7, pentru cei care înțeleg aceste lucruri). Acest lucru îl plasează la mai puțin de 250 de milioane de ani după Big Bang. Această distanță se bazează în parte pe faptul că primul filtru de lungime de undă în care apare obiectul arată că acesta este foarte slab acolo, sugerând că este slab la lungimile de undă pe care filtrul le lasă în urmă. Acest lucru sugerează că limita de lumină generată de hidrogen este aproape de limita intervalului de filtrare.
La fel ca galaxiile îndepărtate descrise săptămâna trecută, pare să aibă și materie în valoare de un miliard de sori sub formă de stele. Cercetătorii estimează că ar fi putut începe formarea stelelor încă de la 120 de milioane de ani după Big Bang și, cu siguranță, a făcut-o acum aproximativ 220 de milioane de ani.
Cercetătorii sunt destul de încrezători că această nouă galaxie reprezintă o descoperire autentică: „După cercetări ample, în prezent nu putem găsi o explicație plauzibilă pentru acest obiect, în afară de o galaxie la un nou record de deplasare spre roșu”. Și prin adăugarea unei a doua confirmări independente a descoperirilor anterioare de galaxii, crește foarte mult încrederea pe care o avem în acele descoperiri. Toate acestea indică faptul că noul telescop își îndeplinește promisiunea, cel puțin când vine vorba de galaxiile timpurii.
Marea întrebare acum este ce se va întâmpla atunci când sunt îndreptate către zonele cu lentile înalte, care ar putea fi capabile să mărească obiectele până la un punct în care să putem imagini structurile din aceste galaxii timpurii. Este posibil să fi făcut deja acest lucru, dar va trebui să așteptăm ca descrierile să apară pe arXiv.
ArXiv. Număr rezumat: 2207.12356 (Despre arXiv).