James Webb Space Telescope (JWST) przoduje w wielu rzeczach, ale są dwie rzeczy, które robi lepiej niż jakikolwiek inny instrument naukowy w historii ludzkości: wykrywanie wczesnych galaktyk i pobicie własnych rekordów!
Teraz teleskop kosmiczny NASA o wartości 10 miliardów dolarów zrobił oba rzeczy, wykrywając galaktykę, która istniała zaledwie 280 milionów lat później Wielki Wybuch, Wyczyn, który zespół stojący za tymi badaniami nazwał „kosmicznym cudem”.
Obecnie, jako najwcześniejsza i najbardziej odległa galaktyka, jaka kiedykolwiek wykryta, ta „matka wszystkich wczesnych galaktyk”, ta nowa JWST Odkrycie zostało odpowiednio wyznaczone „Mom Z14”.
„Przede wszystkim w tej chwili jest to najbardziej odległy obiekt znany ludzkości. Ten tytuł zmienia się co jakiś czas, ale uważam, że zawsze jest to powód do pauzy i refleksji” – powiedział Space.com członek zespołu i profesor astronomii i fizyki Pieter Van Dokkum. „Mama Z14 istniała, gdy wszechświat miał około 280 milionów lat – zbliżamy się do Wielkiego Wybuchu.
„Po prostu umieszczając to w kontekście, rekiny były w pobliżu na ziemi przez dłuższego czasu!”
JWST znów widzi czerwony
Odkąd zaczął wysyłać dane z powrotem na Ziemię latem 2022 r., JWST wyróżniło się w wykrywaniu galaktyk przy tak zwanych „wysokich przesunięciach ku czerwieni”.
Przesunięcie ku czerwieni odnosi się do zjawiska długości fali światła z odległych, a tym samym wczesnych źródeł rozciągających się i przesunięcia w kierunku „czerwonego końca” Widmo elektromagnetyczne Gdy przemierza rozszerzającą się przestrzeń.
Im wcześniej, a zatem dalej, tym większe przesunięcie ku czerwieni.
Przed odkryciem mamy Z14 galaktyka posiadająca tytuł najwcześniej Jades-GS-Z14-0który istniał zaledwie 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu, czyli około 13,5 miliarda lat temu.
Ta poprzednia rekord Galaxy ma przesunięcie ku czerwieni z = 14,32, podczas gdy MOM Z14 ma przesunięcie ku czerwieni z = 14,44.
Co wiemy o matce wszystkich wczesnych galaktyk?
Obserwacja MOM Z14 ma szerszy kontekst niż fakt, że pobił zapis najwcześniejszej znanej galaktyki o 20 milionów lat, jak wyjaśnił Van Dokkum.
„Szerszą historią jest to, że JWST nie miał znaleźć żadnych galaktyk na początku Historia wszechświataPrzynajmniej nie na tym etapie misji-powiedział Van Dokkum. „Jest bardzo mniej więcej ponad 100 bardziej stosunkowo jasnych galaktyk we wczesnym wszechświecie, niż oczekiwano na podstawie obserwacji przed-JWST”.
Ponadto, oprócz wykrywania tej nowej, najwcześniejszej i najbardziej odległej galaktyki, zespół był w stanie określić niektóre z jej cech za pomocą JWST.
Naukowcy byli w stanie ustalić, że MOM Z14 jest około 50 razy mniejszy niż Droga Mleczna. Zespół mierzył również linie emisji z galaktyki, co wskazuje na obecność elementów takich jak azot i węgiel.
„Linie emisji są niezwykłe; wskazuje, że galaktyka jest bardzo młoda, z szybko rosnącą szybkością tworzenia nowych gwiazd” – powiedział Van Dokkum. „Istnieją również oznaki, że nie ma zbyt wiele neutralnego gazu wodoru otaczającego galaktykę, co byłoby zaskakujące: oczekuje się, że bardzo wczesny wszechświat będzie wypełniony neutralnym wodorem.
„To wymaga jeszcze lepszych widm i większej liczby galaktyk, aby pełniej zbadać”.
Obecność węgla i azotu w MOM Z14 wskazuje, że należy odkryć wcześniejsze galaktyki niż ten przykład 13,52 miliarda lat.
Wynika to z faktu, że najwcześniejsze galaktyki we wszechświecie i ich gwiazdy były wypełnione najprostszymi pierwiastkami w kosmosie, wodorze i helium.
Późniejsze galaktyki byłyby zamieszkane przez te cięższe elementy, które astronomowie nieco myląco nazywają „metal”, gdy ich gwiazdy wykuły je, a następnie rozproszyły je w eksplozjach supernowej.
„Mom Z14 nie jest jednym z pierwszych obiektów, które powstały we wszechświecie, ponieważ gwiazdy w tych galaktykach składają się tylko z wodoru i helu – nie widzielibyśmy węgla ani azotu” – powiedział Van Dokkum. “To mógł być częścią pierwszej fali powstawania „Normalne” galaktykito znaczy pierwsze galaktyki, które mają elementy takie jak azot i węgiel – ale myśleliśmy o tym wcześniej! ”
Jeśli chodzi o znalezienie nawet wcześniejszych galaktyk niż Mom Z14, a może nawet wykrywanie tego pierwszego pokolenia, Van Dokkum jest przekonany, że JWST jest gotowy.
Wyjaśnił: „JWST nadal przesuwa granicę poza miejsce, w którym myśleliśmy, i w tym momencie nie zdziwiłbym z = 15 lub z = 16! “
Na razie Van Dokkum i reszta tego zespołu, kierowane przez Rohana Naidu z Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, mogą świętować Nowy Ground w naszym zrozumieniu wczesnego kosmosu.
„W takim programie cały zespół zawsze ma nadzieję na„ cud ”, to znaczy, że niektórzy z kandydatów bardzo wczesnych galaktyk faktycznie się rozkładają i nie są„ mirażem ”, obiektami, których kolory wyglądają jak bardzo wczesne obiekty – podsumował Van Dokkum. „Mając nadzieję na bardzo wczesne obiekty, nie sądzę, aby ktokolwiek z nas spodziewał się pobić rekord przesunięcia ku czerwieni!”
Wersja badań zespołu, recenzowana przedestownik arxiv.
