O săptămână mai târziu, astronomii au găsit o galaxie mai adâncă în timp

Datele telescopului spațial Webb au ajuns doar în mâinile astronomilor în ultimele câteva săptămâni, dar ei au așteptat acest lucru de ani de zile și se pare că analizele sunt la locul lor. Rezultatul a fost ca o cursă înapoi în timp, deoarece noi descoperiri au găsit obiecte care s-au format mult mai aproape de Big Bang-ul care a produs universul nostru. săptămâna trecută, Una dintre aceste căutări O galaxie care a existat a apărut la mai puțin de 400 de milioane de ani după Big Bang. Săptămâna aceasta, o nouă analiză a dezvăluit o galaxie care a apărut la doar 233 de milioane de ani după apariția universului.

Această descoperire este un produs secundar fericit al muncii menite să răspundă la o întrebare mai generală: câte galaxii ar trebui să ne așteptăm să vedem în momente diferite după Big Bang?

Înapoi în timp

După cum am raportat săptămâna trecută, universul timpuriu a fost opac la lumină la orice lungimi de undă transportând mai multă energie decât este necesară pentru ionizarea hidrogenului. Această energie se află în porțiunea ultravioletă a spectrului, dar deplasarea către roșu cauzată de cele 13 miliarde de ani de expansiune a universului a mutat acest punct de limită în porțiunea infraroșu a spectrului. Pentru a găsi galaxii din această perioadă, trebuie să căutăm obiecte care nu sunt vizibile la lungimi de undă mai scurte în infraroșu (adică lumina a fost odată deasupra punctului de limitare a hidrogenului), dar care apar la lungimi de undă de energie mai mică.

Cu cât este mai adâncă granița dintre invizibil și vizibil în infraroșu, cu atât este mai puternică deplasarea spre roșu și cu atât obiectul este mai îndepărtat. Cu cât un obiect este mai departe, cu atât timpul este mai aproape de Big Bang.

Studiile acestor galaxii ne pot spune ceva despre proprietățile lor individuale. Dar identificarea unui grup mare de galaxii timpurii ne poate ajuta să stabilim cât de repede s-au format și să identificăm orice modificări ale dinamicii galactice care au avut loc la un moment specific din trecutul universului. Această schimbare în timp a frecvenței obiectelor vizibile se numește „funcția de luminozitate” și s-au făcut unele lucrări pentru a descrie funcția de luminozitate a galaxiilor timpurii. Dar lungimile de undă în infraroșu ale primelor galaxii sunt absorbite de atmosfera Pământului și, prin urmare, trebuie să fie fotografiate din spațiu. Acesta a fost unul dintre obiectivele de proiectare ale telescopului Webb.

Noua lucrare s-a concentrat pe examinarea funcției de luminozitate a galaxiilor care s-au format la scurt timp (din punct de vedere astronomic) după Big Bang. Dar când au creat un catalog de galaxii timpurii, cercetătorii au descoperit ceea ce pare a fi cea mai veche galaxie fotografiată vreodată.

Selectarea postului

Cercetătorii au folosit două surse de date pentru a reconstrui aspectul galaxiilor în momente diferite. Unul a fost produs prin analiza lucrărilor efectuate cu un telescop în infraroșu (ESA telescop vedere) și Telescopul Spațial Spitzer, ambele care au fotografiat galaxii care erau relativ mai vechi când au produs lumina care ajunge acum pe Pământ – la aproximativ 600 de milioane de ani sau mai mult după Big Bang. Alte date încorporate generate de Webb, inclusiv seturile de date analizate în lucrare Raportați-ne Și zona a fost filmată Prima lansare de imagine publică. În toate cazurile, cercetătorii au căutat același lucru: lucruri care erau prezente la lungimile de undă infraroșii mai lungi, dar absente pe cele mai scurte.

În total, echipa a identificat 55 de galaxii îndepărtate, dintre care 44 nu fuseseră observate înainte. Treizeci și nouă dintre ele provin din date Web, iar acel număr include cele două galaxii antice identificate săptămâna trecută. Cifrele nu sunt deosebit de precise pentru deplasări mai mari spre roșu, deoarece se bazează doar pe una sau două galaxii. Dar, în general, tendința este pentru o scădere treptată a obiectelor vizibile în câteva sute de milioane de ani de la Big Bang, fără modificări sau tăieturi bruște.

Dar lucrul uimitor este că există date pentru o galaxie la o deplasare către roșu foarte mare (z = 16,7, pentru cei care înțeleg aceste lucruri). Acest lucru îl pune la mai puțin de 250 de milioane de ani după Big Bang. Această distanță depinde în parte de faptul că primul filtru de lungime de undă în care apare obiectul pare a fi foarte opac acolo, ceea ce indică faptul că este slab la lungimile de undă pe care le permite filtrul. Acest lucru indică faptul că limita de lumină indusă de hidrogen este aproape de marginea benzii de filtru.

La fel ca galaxiile îndepărtate descrise săptămâna trecută, pare să aibă, de asemenea, echivalentul a un miliard de sori de material sub formă de stele. Cercetătorii estimează că este posibil să fi început să formeze stele la 120 de milioane de ani după Big Bang și, cu siguranță, a făcut acest lucru cu 220 de milioane de ani în urmă.

Cercetătorii sunt destul de încrezători că această nouă galaxie este o adevărată descoperire: „După cercetări ample, nu putem găsi în prezent nicio explicație rezonabilă pentru acest obiect, în afară de o nouă galaxie deplasată spre roșu”. Și adăugând o a doua confirmare independentă a descoperirilor anterioare de galaxii, ne crește foarte mult încrederea în acele descoperiri. Toate acestea sugerează că noul telescop își îndeplinește promisiunile, cel puțin în ceea ce privește galaxiile timpurii.

Marea întrebare acum este ce va apărea atunci când vor fi îndreptate către regiuni cu lentile înalte, care ar putea fi capabile să mărească obiectele până la un punct în care să putem imagini structurile din aceste galaxii timpurii. Probabil că am făcut deja asta, dar va trebui să așteptăm ca descrierile să apară în fișierul arXiv.

fișier arXiv. Număr rezumat: 2207.12356 (Despre arXiv).