Astronomi su pomoću teleskopa James Webb, Hubble i ALMA proučili 18 galaksija udaljenih oko 12,5 milijardi svetlosnih godina i otkrili da su, nešto više od milijardu godina nakon Velikog praska, sazrele brže nego što su modeli predviđali. Galaksije pokazuju visok sadržaj metala (ugljenik, kiseonik), razvijene rotirajuće diskove i brzorastuće supermasivne crne rupe. Okolni gas je takođe značajno obogaćen metali do preko 30.000 svetlosnih godina. Istraživači će kombinovati posmatranja i simulacije da bi objasnili ove brze procese formiranja zvezda i metala.
James Webb Otkriva: Mladi Galaksije Sazrele Neočekivano Brzo — „Kao Da Dvogodišnjaci Glume Tinejdžere”
The 18 galaxies from the ALPINE-CRISTAL-JWST survey. | Credit: Andreas Faisst (Caltech) and the ALPINE-CRISTAL-JWST Survey team
Astronomi su pomoću teleskopa James Webb, Hubble i opservatorije ALMA dobili najdetaljniji prikaz mladih galaksija iz ranog svemira — i rezultati su iznenađujući: te kosmičke „adolescentice" sazrevale su znatno brže nego što su dosadašnji modeli predviđali.
Tim istraživača posmatrao je 18 galaksija koje se nalaze na udaljenosti od oko 12,5 milijardi svetlosnih godina. Te galaksije su postojale nešto više od milijardu godina nakon Velikog praska i u to vreme prolazile su kroz intenzivan talas formiranja zvezda, što ukazuje na vrlo brz period rasta.
Najvažnije otkriće jeste da su ove galaksije hemijski i strukturno naprednije nego što se očekivalo. Pokazuju visok sadržaj elemenata težih od vodonika i helijuma — tzv. metala (naročito ugljenika i kiseonika) — kao i razvijene, rotirajuće zvezdane diskove slične spiralnim strukturama u Mlečnom putu.
„Sa ovom grupom objekata jedinstveno smo pozicionirani da proučavamo evoluciju galaksija u ključnom periodu univerzuma koji je do sada bio teško snimljiv”, rekao je Andreas Faisst (Caltech). „Zahvaljujući ovim izuzetnim teleskopima, prostorno smo razlučili ove galaksije i možemo posmatrati stadijume formiranja zvezda dok su se odvijali i njihove hemijske osobine kada je naš univerzum imao manje od milijardu godina.”
U ranim fazama svemira prostor je uglavnom bio ispunjen vodonikom i helijumom, pa su prve generacije zvezda bile siromašne metalima. Metali nastaju u zvezdama i šire se u galaksijama tokom eksplozija supernova, hraneći sledeće generacije zvezda. Međutim, postizanje ovako visokog stepena obogaćenja u roku kraćem od milijardu godina predstavlja zagonetku za postojeće teorije.
The early galaxies DC-873321 and DC-842313, part of a sample of 18 galaxies found to be chemically and structurally mature | Credit: Robert Hurt (Caltech), Andreas Faisst (Caltech) and the ALPINE-CRISTAL-JWST Survey team
Tim je takođe utvrdio da su supermasivne crne rupe u mnogim od ovih galaksija brzo akretele okolnu materiju — što znači da i one rastu vrlo brzo. Pored toga, metalna obilnost nije ograničena samo na jezgra galaksija: circumgalaktički medij (gas u okolini galaksija) pokazuje plitke gradijente metala koji se protežu na više od 30.000 svetlosnih godina.
Otkrivanje istovremenih strukturnih (rotirajući diskovi) i hemijskih (visok sadržaj ugljenika i kiseonika) tragova zrelosti u ovako ranom dobu ukazuje na efikasne mehanizme proizvodnje metala i brzo usmerene tokove gasa i zvezda u ranom univerzumu.
Autori planiraju da upare svoja posmatranja sa naprednim simulacijama rasta galaksija i mehanizama obogaćivanja metalima kako bi pojasnili kako su se ovakve strukture i hemijske osobine formirale tako rano.
Rad je predstavljen na 247. sastanku American Astronomical Society u Phoenixu (6. januar) i objavljen u časopisu The Astrophysical Journal Supplement.
Pomozite nam da budemo bolji.
