Как погледът на телескопа Джеймс Уеб назад във времето променя космологията


Сп. Българска Наука, брой 161:

***

 

БАЛТИМОР — Космическият телескоп Джеймс Уеб отговаря на обещанието си като машина за обратен път във времето. Изключително чувствителната обсерватория намира и потвърждава галактики, които са по-отдалечени и следователно съществуват по-рано в историята на Вселената, отколкото всички виждани досега.

Телескопът, известен още като JWST, е потвърдил екстремни разстояния до четири галактики, една от които поставя рекорд за космическа отдалеченост, като е светила преди около 13,475 милиарда години, съобщиха астрономите на 12 декември на конференцията First Science Results from JWST. Десетки други галактики може да са били забелязани, тъй като са били само 550 милиона години, или по-малко, след Големия взрив, което означава, че светлината от тези галактики е пътувала най-малко 13,1 милиарда години, преди да достигне телескопа.
Взети заедно, новите наблюдения предполагат, че галактиките са се образували по-рано и по-бързо, отколкото се смяташе досега. „Ние навлизаме в нова ера“, казва астрономът Свара Равиндранат от Научния институт за космически телескопи в Балтимор.

Тази нова ера се дължи отчасти на способността на JWST да вижда много слаба инфрачервена светлина За най-отдалечените обекти, като първите звезди и галактики, тяхната видима светлина се разтяга от безмилостното разширяване на Вселената в по-дълги инфрачервени дължини на вълните, които са невидими за човешките очи и някои предишни космически телескопи. Но сега измерванията, които доскоро бяха невъзможни, изведнъж стават лесни с JWST, казват изследователите.


Разбери повече за БГ Наука:

***

„JWST е най-мощният инфрачервен телескоп, създаван някога“, казва астрофизикът Джейн Ригби на конференцията. Ригби от Центъра за космически полети Годард на НАСА в Грийнбелт, Мериленд, е учен по проекта за операции на JWST. „Почти навсякъде научното представяне е по-добро от очакваното.“

Дори в първото изображение, публикувано през юли, астрономите забелязаха галактики, чиято светлина е възникнала преди 13 милиарда години или повече. Но тези разстояния бяха приблизителни. За да измерят прецизно разстоянията, астрономите се нуждаят от спектри, измервания на това колко светлина излъчват галактиките в много дължини на вълните. Тези измервания са по-бавни и по-трудни за правене от снимките.

„Благодарение на този великолепен телескоп сега получаваме спектри… за стотици галактики наведнъж“, казва астрономът Ема Къртис-Лейк от Университета на Хартфордшир в Англия.

Сред тях са четири от най-ранните галактики, виждани някога, някои от които са съществували по-малко от 400 милиона години след Големия взрив, съобщиха Къртис-Лейк и колеги на срещата и в документ, представен на 8 декември на arXiv.org. Екипът забеляза тези рекордьори в част от небето, която космическият телескоп Хъбъл някога претърсваше за свръхотдалечени галактики.

 

 

Предишният рекордьор по разстояние е съществувал преди 13,3 милиарда и 13,4 милиарда години, или около 400 милиона години след Големия взрив. JWST потвърди разстоянието до тази галактика и се върна с още три, чиято светлина идва от още 325 милиона години след Големия взрив. Галактиките също са изненадващо девствени, от химическа гледна точка, в тях липсват елементи, по-тежки от водород и хелий.

„Не виждаме това в днешната вселена“, казва Равиндранат, който не е участвал в новото откритие. Това може да означава, че не много от звездите на галактиките са загинали при експлозии на свръхнови, които са разпространили тежки елементи из Вселената, което предполага, че първоначалните звезди на галактиките не са били изключително масивни.
В друга част на небето JWST е забелязал 26 галактики, които може да са съществували около 550 милиона години или по-рано след Големия взрив, съобщиха астрономът Стивън Финкелщайн и колегите му на срещата и в доклад, изпратен на 10 ноември до arXiv.org.

„На емоционално, висцерално ниво гледането на тези изображения е невероятно“, казва Финкелщайн от Тексаския университет в Остин.
Първата от тях, която ще бъде открита, наречена Галактиката на Мейси на името на дъщерята на Финкелщайн, изглежда е само 380 милиона години след Големия взрив, съобщиха изследователите на 1 декември в Astrophysical Journal Letters. Най-отдалечената галактика в проучването на екипа може да се намира на цели 130 милиона години по-рано от Мейзи. Разстоянията на тези галактики все още трябва да бъдат потвърдени със спектри, но екипът очаква да получи тези данни през следващите няколко седмици.
А далечните галактики, които се намират зад масивен галактически клъстер, наречен Abell 2744, също са по-многобройни и отдалечени от очакваното, казва астрофизикът Гуидо Робъртс-Борсани от UCLA на срещата.

Преди JWST да наблюдава клъстера, астрономите прогнозираха, че трябва да намери ефективно нула галактики отпреди 13,2 милиарда години. „Но открихме две“, казва Робъртс-Борсани, който докладва резултатите на срещата. „Значи нещо е малко странно.“ Това може да означава, че галактиките се образуват по-рано и по-бързо, отколкото се смята, казва той, въпреки че може също да означава, че JWST просто гледа към особено богата на галактики част от небето.

Всички тези нови галактики са вълнуващи, защото те могат да бъдат отговорни за превръщането на Вселената в прозрачна за видимата светлина, процес, който астрономите наричат рейонизация . Преди да заблестят първите звезди, Вселената е била пълна с гореща гъста субстанция от частици. Първите звезди и галактики, окъпали Вселената в ултравиолетова светлина, отделяйки електрони от водородните атоми и позволявайки на светлината да преминава, докато достигне до JWST.
Новите данни, казва Робъртс-Борсани, „ни дават ограничения за това кога този процес е започнал, завършил и кои галактики са били виновниците за този процес.“

 

 

Превод: Виктория Чипова
Източник:
https://www.sciencenews.org/article/james-webb-space-telescope-time-galaxy


Включи се в списъка ни с имейли – получаваш броеве, статии, видеа и всичко, което правим за популяризирането на науката в България.