Webb kosminis teleskopas priartina stebimos Visatos ribas arčiau prie Didžiojo sprogimo

MoM-z14 galaktika (NIRCam nuotrauka). Nuotrauka: Europos kosmoso agentūra

NASA/ESA/CSA Jameso Webb kosminis teleskopas vėl pranoko save, įvykdydamas savo pažadą priartinti stebimos Visatos ribas prie kosminės aušros, patvirtindamas ryškios galaktikos, egzistavusios praėjus 280 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, egzistavimą.

 

Iki šiol Webb teleskopas įrodė, kad galiausiai pranoks praktiškai visus per šiuos ankstyvuosius metus nustatytus standartus, tačiau naujai patvirtinta galaktika MoM-z14 turi intriguojančių užuominų apie Visatos istorinę laiko juostą ir tai, kokia kitokia buvo ankstyvoji Visata, nei tikėjosi astronomai.

 

„Su Webb teleskopu galime matyti toliau nei žmonės kada nors anksčiau, ir tai visiškai nepanašu į tai, ką prognozavome, o tai yra ir sudėtinga, ir įdomu“, – sakė Rohanas Naidu iš Masačusetso technologijos instituto (MIT) Kavli astrofizikos ir kosmoso tyrimų instituto, pagrindinis straipsnio apie galaktiką MoM-z14, pateikto „Open Journal of Astrophysics“, autorius. Jis prieinamas „arXiv“ išankstinio spausdinimo serveryje.

 

Dėl Visatos plėtimosi, kurį lemia tamsioji energija, diskusijos apie fizinius atstumus tampa sudėtingos, kai žvelgiama taip toli. Naudodami Webbo NIRSpec (artimojo infraraudonojo spektrografo) prietaisą, astronomai patvirtino, kad MoM-z14 kosmologinis raudonasis poslinkis yra 14,44, o tai reiškia, kad jos šviesa sklinda (besiplečiančia) erdve, yra ištempiama ir „paslenkama“ į ilgesnius, raudonesnius bangos ilgius maždaug 13,5 iš Visatos egzistavimo metų, kurie skaičiuojami 13,8 milijardo.

 

„Galaktikos atstumą galime įvertinti pagal vaizdus, tačiau labai svarbu tai patikrinti ir patvirtinti detalesne spektroskopija, kad tiksliai žinotume, ką ir kada matome“, – sakė Pascalis Oeschas iš Ženevos universiteto Šveicarijoje, vienas iš tyrimo pagrindinių tyrėjų.

 

Vaizdo įrašas: NIRCam vaizdas. Autoriai: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Naidu (MIT), J. DePasquale (STScI), N. Bartmann (ESA / Hablas) Muzika: Stellardrone – Twilight

 

MoM-z14 yra viena iš augančios stebėtinai ryškių galaktikų grupės ankstyvojoje Visatoje – 100 kartų ryškesnės nei prognozuota teoriniuose tyrimuose prieš Webb paleidimą, teigia tyrėjų komanda.

 

„Tarp teorijos ir stebėjimų, susijusių su ankstyvąja Visata, didėja praraja, o tai kelia įdomių klausimų, kuriuos reikia ištirti ateityje“, – sakė Jacobas Shenas, MIT podoktorantūros tyrėjas ir tyrėjų komandos narys.

Viena vieta, kur tyrėjai ir teoretikai gali ieškoti atsakymų, yra seniausia žvaigždžių populiacija Paukščių Tako galaktikoje. Nedidelė šių žvaigždžių dalis parodė didelį azoto kiekį, kuris taip pat matomas kai kuriuose Webb ankstyvųjų galaktikų stebėjimuose, įskaitant MoM-z14.

„Galime pasisemti įkvėpimo iš archeologijos ir pažvelgti į šias senovines žvaigždes mūsų galaktikoje kaip į ankstyvosios Visatos fosilijas, išskyrus tai, kad astronomijoje mums pasisekė, jog Webb mato tiek daug, kad turime tiesioginės informacijos apie galaktikas tuo metu. Pasirodo, matome kai kuriuos tuos pačius bruožus, pavyzdžiui, šį neįprastą azoto sodrinimą“, – sakė Naidu.

 

Kadangi MoM-z14 galaktika egzistavo tik 280 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, žvaigždžių kartoms nebuvo pakankamai laiko pagaminti tokį didelį azoto kiekį, kokio tikėtųsi astronomai. Viena iš tyrėjų iškeltų teorijų yra ta, kad tanki ankstyvosios visatos aplinka lėmė supermasyvių žvaigždžių, galinčių pagaminti daugiau azoto nei bet kurios kitos vietinėje Visatoje stebėtos žvaigždės, atsiradimą.

 

MoM-z14 galaktika taip pat rodo požymius, kad aplink ją esančioje erdvėje išsisklaido tirštas, pirmapradis ankstyvosios Visatos vandenilio rūkas. Viena iš priežasčių, kodėl Webb kosminis teleskopas buvo sukurtas, buvo nustatyti šio „išvalymo“ kosminės istorijos laikotarpio, kurį astronomai vadina rejonizacija, laiko juostą. Tai buvo tada, kai ankstyvosios žvaigždės skleidė pakankamai didelės energijos šviesą, kad prasiveržtų pro tankias ankstyvosios Visatos vandenilio dujas ir pradėtų keliauti erdve, galiausiai pasiekdamos Webb teleskopą ir mus.

 

Galaktika MoM-z14 suteikia dar vieną užuominą, kaip nubrėžti rejonizacijos laiko juostą – darbą, kuris nebuvo įmanomas, kol Webbas neatskleidė šios Visatos eros.

 

Dar prieš Webb paleidimą buvo užuominų, kad ankstyvojoje Visatoje įvyko kažkas labai nenumatyto, kai NASA/ESA Hablo kosminis teleskopas atrado ryškią galaktiką GN-z11 praėjus 400 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Webb patvirtino galaktikos atstumą – tuo metu tolimiausią kada nors. Nuo tada Webbas toliau stūmėsi vis toliau erdvėje ir laike, rasdamas daugiau stebėtinai ryškių galaktikų, tokių kaip GN-z11.

 

MoM-z14 vieta COSMOS lauke. Šaltinis: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Naidu (MIT), J. DePasquale (STScI), N. Bartmann (ESA/Hubble) Muzika: Stellardrone

 

Webb teleskopui ir toliau atrandant daugiau šių netikėtai šviesių galaktikų, akivaizdu, kad pirmosios kelios nebuvo atsitiktinumas. „Tai nepaprastai įdomus laikas, kai Webb atskleidžia ankstyvąją Visatą kaip niekad anksčiau ir parodo, kiek daug dar reikia atrasti“, – pridūrė Yijia Li, Pensilvanijos valstijos universiteto magistrantė ir tyrimų komandos narė.