Dowody na istnienie pierwszej generacji gwiazd we wszechświecie pojawiły się dzięki obserwacjom wykonanym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST). Dowody znajdują się w jednej z najodleglejszych znanych galaktyk.
Wyznaczona galaktyka GN-Z11odkrył Kosmiczny teleskop Hubble W 2015 roku, przed wystrzeleniem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, uznawano ją za najodleglejszą znaną galaktykę. z Przesunięcie ku czerwieni Od wersji 10.6 sensowne jest mówienie o tym, jak długo jest w pobliżu, a nie o tym, jak daleko jest. Dzieje się tak, ponieważ widzimy GN-z11 taką, jaką była zaledwie 430 milionów lat po jej pojawieniu się wielka eksplozja Ze względu na czas potrzebny światłu na podróż do naszego zakątka wszechświata. Dla porównania, dzisiejszy wszechświat jest… 13,8 miliarda lat.
Powiązany: Cele Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba na nadchodzący rok obejmują czarne dziury, egzoksiężyce, ciemną energię i nie tylko
W związku z tym GN-z11 była głównym celem badań Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Teraz dwa nowe artykuły opisują głębokie odkrycia dotyczące GN-z11, które ujawniają istotne szczegóły dotyczące wzrostu galaktyk istniejących we wczesnym Wszechświecie.
GN-z11 jest najjaśniejszą galaktyką znaną z tym konkretnym przesunięciem ku czerwieni i faktycznie stała się popularnym obiektem dla galaktyk o dużym przesunięciu ku czerwieni, obecnie niemal regularnie odnajdywanych we wczesnym Wszechświecie przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Wiele z nich wydaje się jaśniejszych, niż przewidują nasze modele powstawania galaktyk. Przewidywania te opierają się na Modelu Standardowym kosmologii.
Wydaje się, że teraz nowe obserwacje wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rzuciły światło na to, co się dzieje.
Zespół astronomów kierowany przez Roberto Maiolino z Uniwersytetu w Cambridge zbadał GN-z11 za pomocą dwóch instrumentów działających w bliskiej podczerwieni Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, kamery bliskiej podczerwieni (NIRCam) i spektrometru bliskiej podczerwieni (NIRSek). Naukowcy odkryli dowody na istnienie pierwszej generacji gwiazd, zwanych gwiazdami trzeciej grupy, a także na istnienie gromady gwiazd Gigantyczna czarna dziura Pożerają ogromne ilości materii i rosną w znacznie przyspieszonym tempie.
Naukowcy mogą obliczyć wiek gwiazdy na podstawie obfitości ciężkich pierwiastków, które zostały utworzone przez poprzednie pokolenia gwiazd, które żyły i umarły, wyrzucając te ciężkie pierwiastki w przestrzeń, gdzie ostatecznie są one przetwarzane w obszarach gwiazdotwórczych, tworząc nowe gwiazdy. Ciała astralne. Młodsze gwiazdy, które powstały w ciągu ostatnich pięciu lub sześciu miliardów lat, nazywane są gwiazdami pierwszej grupy i charakteryzują się największą zawartością ciężkich pierwiastków. Nasze Słońce To populacja, którą oznaczam gwiazdką. Starsze gwiazdy zawierają mniej ciężkich pierwiastków, ponieważ poprzedzało je mniej pokoleń gwiazd. Nazywamy je gwiazdami drugiej grupy i żyją one w naszych najstarszych regionach droga Mleczna.
Jednak gwiazdy trzeciej grupy były na razie czysto hipotetyczne.
Gwiazdy te miały powstać jako pierwsze, a ponieważ przed nimi nie było innych gwiazd, nie zawierały ciężkich pierwiastków i składały się wyłącznie z czystego wodoru i helu, które powstały podczas Wielkiego Wybuchu. Uważa się również, że te pierwsze gwiazdy były niezwykle jasne, a ich masy odpowiadały co najmniej kilkuset słońcom.
Chociaż astronomowie nie widzieli jeszcze bezpośrednio gwiazd Grupy III, zespół Maiolino odkrył ich pośrednie dowody w GN-z11. NIRSpec zaobserwował grudkę zjonizowanego helu w pobliżu krawędzi GN-z11.
„Fakt, że nie widzimy niczego poza helem, sugeruje, że ta masa musi być w miarę czysta” – stwierdził Maiolino w swoim raporcie. oświadczenie. „Jest to coś, czego można było się spodziewać na podstawie teorii i symulacji w pobliżu szczególnie masywnych galaktyk z tych epok – że w halo powinny znajdować się kieszenie nieskazitelnego gazu, które mogą się zapaść i utworzyć gwiazdy trzeciej grupy”.
Ten hel jest jonizowany przez obiekt wytwarzający ogromne ilości światła ultrafioletowego, zwany gwiazdami III populacji. Hel, który widzieliśmy, jest prawdopodobnie materią pozostałą po powstaniu tych gwiazd. Ilość światła ultrafioletowego potrzebnego do zjonizowania całego tego gazu wymaga w sumie około 600 000 mas Słońca gwiazd, które łącznie świecą 20 bilionów razy jaśniej niż nasze Słońce. Liczby te sugerują, że odległe galaktyki, takie jak GN-z11, były bardziej biegłe w tworzeniu masywnych gwiazd niż galaktyki we współczesnym wszechświecie.
Tymczasem, zgodnie z drugim zestawem wyników, zespół Maiolino znalazł również dowody na istnienie czarnej dziury o masie 2 milionów mas Słońca w jądrze GN-z11.
„Odkryliśmy bardzo gęsty gaz, który jest powszechny w pobliżu supermasywnych czarnych dziur, które gromadzą gaz” – powiedział Maiolino w tym samym oświadczeniu. „To był pierwszy wyraźny dowód na to, że w GN-z11 znajduje się czarna dziura pożerająca materię.”
Zespół wykrył także potężny lód promieniowania wypływający z dysku akrecyjnego materii krążącego wokół czarnej dziury, a także zjonizowane pierwiastki chemiczne zwykle spotykane w pobliżu akrecyjnych czarnych dziur. Zespół twierdzi, że jest to najdalsza odkryta supermasywna czarna dziura, a jej żarłoczny apetyt powoduje, że dysk akrecyjny staje się gęsty, gorący i jasno świeci. Naukowcy uważają, że to właśnie w połączeniu z gwiazdami grupy III sprawia, że GN-z11 świeci tak jasno. Bez łamania standardowej kosmologii Tak jak niektórzy Przedwczesne żądanie.
Badanie dotyczące masy zjonizowanego helu i gwiazd populacji III zostało przyjęte do publikacji w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics, a przeddruk jest dostępny do zakupu Znaleziono tutaj. Tymczasem 17 stycznia w czasopiśmie opublikowano badanie obserwacji czarnej dziury wykonane za pomocą NIRCam Natura.
