(CNN) Astronomowie wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, aby cofnąć się w czasie do początków wszechświata – i odkryli coś nieoczekiwanego.
Obserwatorium kosmiczne ujawniło sześć masywnych galaktyk, które istniały od 500 do 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu, który stworzył wszechświat. Według nowego badania opublikowanego w środę w czasopiśmie Science, odkrycie całkowicie obala istniejące teorie dotyczące pochodzenia galaktyk. Natura.
„Te obiekty są znacznie masywniejsze, niż ktokolwiek się spodziewał” – powiedział w oświadczeniu współautor badania Joel Lega, adiunkt astronomii i astrofizyki w Penn State. „Spodziewaliśmy się tylko znalezienia młodych, młodych galaktyk w tym momencie, ale znaleźliśmy dojrzałe galaktyki, takie jak nasza, w czasie, który wcześniej uważano za świt wszechświata”.
Teleskop obserwuje wszechświat w świetle podczerwonym, które jest niewidoczne dla ludzkiego oka i jest w stanie wykryć słabe światło starożytnych gwiazd i galaktyk. Spoglądając w odległy wszechświat, obserwatorium może w zasadzie cofnąć się do około 13,5 miliarda lat temu. (Naukowcy ustalili, że wszechświat ma około 13,7 miliarda lat).
„Odkrycie, że formowanie się masywnych galaktyk rozpoczęło się tak wcześnie w historii wszechświata, wywraca do góry nogami to, co wielu z nas uważało za ustaloną naukę” – powiedział Lega. „Nieoficjalnie nazwaliśmy te istoty Niszczycielem Wszechświata — i do tej pory pozostały wierne swojej nazwie”.
Galaktyki są tak masywne, że zaprzeczają 99% modeli reprezentujących wczesne galaktyki we Wszechświecie, co oznacza, że naukowcy muszą przemyśleć na nowo, w jaki sposób galaktyki powstają i ewoluują. Obecna teoria sugeruje, że galaktyki powstały jako małe obłoki gwiazd i pyłu, które rosły z czasem.
Webb wykonał zdjęcia sześciu masywnych galaktyk. Jedna z nich (lewy dolny róg) może zawierać tyle gwiazd, co nasza Droga Mleczna, ale jest około 30 razy bardziej zwarta.
„Po raz pierwszy spojrzeliśmy na bardzo wczesny wszechświat i nie mieliśmy pojęcia, co znajdziemy” – powiedział Lega. „Okazuje się, że znaleźliśmy coś tak nieoczekiwanego, że stwarza to problemy dla nauki. Podważa to cały obraz powstawania wczesnych galaktyk”.
Eksploracja wczesnych galaktyk
Leja wraz ze współpracownikami zaczęła analizować dane Webba Pierwsze zdjęcia w wysokiej rozdzielczości z teleskopu, gdy zostali zwolnieni w lipcu. Galaktyki wyglądały jak duże punkty światła, a zespół był zaskoczony ich widokiem – byli tak zaskoczeni, że myśleli, że popełnili błąd w interpretacji danych.
„Kiedy otrzymaliśmy dane, wszyscy po prostu zaczęli nurkować i te ogromne rzeczy pojawiły się bardzo szybko” – powiedział Lega. „Zaczęliśmy robić modeling i próbowaliśmy dowiedzieć się, co to jest, ponieważ było tak duże i jasne. Moją pierwszą myślą było, że popełniliśmy błąd, znajdziemy go i ruszymy dalej z naszym życiem. nie znalazłem tego błędu, pomimo wielu prób”.
Lega powiedział, że jednym ze sposobów ustalenia, dlaczego galaktyki rosną tak szybko, jest wykonanie spektroskopowego obrazu galaktyk, co obejmuje rozszczepienie światła na różne długości fal w celu zidentyfikowania różnych pierwiastków, a także określenie rzeczywistej odległości galaktyk. Dane spektroskopowe dostarczą bardziej szczegółowego obrazu galaktyk i ich imponujących rozmiarów.
„Widmo powie nam od razu, czy te rzeczy są prawdziwe” – powiedział Lega. „Pokaże nam, jak duże są i jak daleko się znajdują. Zabawne jest to, że mamy wszystkie te rzeczy, których mamy nadzieję nauczyć się od Jamesa Webba, a to nie było nawet w pobliżu szczytu listy. Znaleźliśmy coś, o czym nigdy nie myśleliśmy, że ja” d zapytaj wszechświat – i stało się to o wiele szybciej, niż myślałem. „Wyobrażam sobie, ale proszę bardzo”.
Możliwe jest również, że galaktyki zidentyfikowane na podstawie danych Webba mogą być czymś zupełnie innym.
„To jak dotąd pierwszy rzut oka na retrospektywę, dlatego ważne jest, abyśmy otworzyli nasze umysły na to, co widzimy” – powiedziała Lega. „Chociaż dane sugerują, że są to potencjalne galaktyki, myślę, że istnieje bardzo realna możliwość, że niektóre z tych obiektów przekształcą się w supermasywne czarne dziury. Niezależnie od tego, wykryta przez nas masa oznacza, że znana masa gwiazd w tym okresie naszego Wszechświata jest do 100 razy większy.” razy niż wcześniej sądziliśmy. I nawet jeśli przetniemy próbkę o połowę, to i tak będzie to niesamowita zmiana”.
