Vebs atklāj senās galaktikas, kurām nav izskaidrojuma

Pētnieki pētīja trīs noslēpumainus objektus agrīnajā Visumā. Šeit ir parādīti to krāsu attēli, kas savākti no trim NIRCam filtru joslām uz Džeimsa Veba kosmosa teleskopa. Tie ir manāmi kompakti sarkanos viļņu garumos (izmantojot tos terminu “mazie sarkanie punktiņi”), ar dažiem pierādījumiem par telpisko struktūru zilos viļņu garumos. Autortiesības: Bingjie Wang/Penn State

NASAs Džeimsa Veba kosmiskais teleskops Tas ir atklājis noslēpumainus objektus agrīnā Visumā, kas izaicina pašreizējās teorijas par galaktikām un masīvām planētām. Melnais caurums attīstību.

Šajos objektos ir senas zvaigznes un masīvi melnie caurumi, kas ir daudz lielāki, nekā gaidīts, kas liecina par ātru un netradicionālu agrīnas galaktikas veidošanās veidu. Rezultāti izceļ būtiskas neatbilstības ar pašreizējiem modeļiem, un objektu unikālās īpašības norāda uz sarežģītu agrīnu kosmisko vēsturi.

Pārsteidzošs atklājums Visuma sākumā

NASA Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa nesenais atklājums ir apstiprinājis, ka ārkārtīgi sarkani gaismas objekti, kas iepriekš tika atklāti agrīnajā Visumā, izaicina sen pastāvošās idejas par galaktiku un to supermasīvo melno caurumu izcelsmi un evolūciju.

Penn State pētnieku vadībā un izmantojot NIRSpec instrumentu JWST kā daļu no RUBIES aptaujas, starptautiskā komanda identificēja trīs noslēpumainus objektus, kas datēti ar 600-800 miljoniem gadu pēc. lielais sprādziensLaikā, kad Visums bija tikai 5% no tā pašreizējā vecuma. Par atklājumu viņi paziņoja 27. jūnijā žurnālā Astrofizikas žurnālu vēstules.

Zinātnieki analizēja spektroskopiskus mērījumus vai dažādu objektu izstarotās gaismas viļņa garuma intensitāti. Viņu analīze atklāja “vecu” zvaigžņu parakstus, simtiem miljonu gadu vecu, daudz vecāku, nekā gaidīts jaunā Visumā.

Mākslinieka Džeimsa Veba kosmosa teleskopa ilustrācija

Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) piedāvā logu Visuma tālā pagātnē, tverot Visuma pirmo galaktiku un zvaigžņu attēlus, kas veidojās pirms vairāk nekā 13,5 miljardiem gadu. Attēla kredīts: NASA-Goddard kosmosa zinātnes centrs, Adriana M. Gutjeress (CI Lab)

Negaidīti atklājumi galaktikas evolūcijā

Pētnieki teica, ka viņi ir arī pārsteigti, atklājot supermasīvo melno caurumu pazīmes tajos pašos objektos, kas, pēc viņu domām, ir 100 līdz 1000 reižu masīvāki nekā supermasīvais melnais caurums mūsu galaktikā. piena ceļšParedzams, ka tas nenotiks pašreizējos galaktiku augšanas un supermasīvo melno caurumu veidošanās modeļos, kas paredz galaktiku un to melno caurumu saaugšanu miljardiem gadu Visuma vēsturē.

READ  Milzu gružu mākonis, ko pēc debess ķermeņu sadursmes pamanīja NASA teleskops

“Mēs esam apstiprinājuši, ka šie objekti, šķiet, ir pilni ar senām zvaigznēm, kas ir simtiem miljonu gadu vecas, Visumā, kas ir tikai 600-800 miljonus gadu vecs,” sacīja Bingijs Vans, Penn State pēcdoktorantūras pētnieks un grāmatas vadošais autors. pētījums “Šiem objektiem pieder senākās zvaigžņu gaismas zīmes.” “Tas bija pilnīgi negaidīti atrast senās zvaigznes Visumā, kas tik jauns. Kosmoloģijas un galaktiku veidošanās standarta modeļi ir bijuši neticami veiksmīgi, tomēr šie gaismas objekti šajās teorijās neiederas ērti.”

Pētnieki pirmo reizi atklāja masveida objektus 2022. gada jūlijā, kad tika izlaista sākotnējā datu kopa no JWST. gadā komanda publicēja pētījumu daba Pēc vairākiem mēnešiem tika paziņots par šo lietu esamību.

Izaicinājumi kosmiskajā novērošanā

Tolaik pētniekiem bija aizdomas, ka šie objekti ir galaktikas, taču viņi turpināja analīzi, ņemot spektrus, lai labāk izprastu objektu patiesos attālumus, kā arī avotus, kas baro to masīvo gaismu.

Pēc tam pētnieki izmantoja jaunos datus, lai iegūtu skaidrāku priekšstatu par to, kā izskatās galaktikas un kas tajās atrodas. Komanda ne tikai apstiprināja, ka šīs galaktikas patiesībā bija galaktikas tuvu laika sākumam, bet arī atrada pierādījumus par pārsteidzoši masīviem melnajiem caurumiem un pārsteidzoši senu zvaigžņu populāciju.

“Tas ir ļoti mulsinoši,” sacīja Džoels Laiga, Penn State astronomijas un astrofizikas docents un abu rakstu līdzautors. traki ātri, dīvaini veidojumi laika sākumā Šī, bez šaubām, ir neparastākā un interesantākā priekšmetu kolekcija, ko esmu redzējis savā karjerā.

Džeimsa Veba kosmosa teleskopa aukstā puse

Džeimsa Veba teleskops tika izstrādāts, lai novērotu parādības, kas notika tūlīt pēc Lielā sprādziena, izmantojot tā uzlabotās infrasarkanās iespējas, lai aplūkotu kosmiskos putekļus un atklātu slēptās struktūras kosmosā. Autortiesības: Northrop Grumman

Seno galaktisko struktūru noslēpumi

Džeimsa Veba teleskops ir aprīkots ar infrasarkanajiem sensoriem, kas spēj noteikt senāko zvaigžņu un galaktiku izstaroto gaismu. Lega teica, ka šis teleskops ļauj zinātniekiem redzēt, kas notika pagātnē pirms aptuveni 13,5 miljardiem gadu, tas ir, netālu no Visuma sākuma, kā mēs to zinām.

Viens no izaicinājumiem, analizējot seno gaismu, ir tas, ka var būt grūti atšķirt objektu veidus, kas varētu būt izstarojuši gaismu. Šo agrīno objektu gadījumā tiem ir skaidras gan masīvu melno caurumu, gan seno zvaigžņu īpašības. Tomēr Vans paskaidroja, ka vēl nav skaidrs, cik daudz novērotās gaismas nāk no katras — tas nozīmē, ka tās var būt negaidīti senas agrīnās galaktikas, kas ir pat masīvākas par mūsu pašu Piena ceļu, veidojoties daudz agrāk, nekā prognozē modeļi, vai arī tās var būt Dabiski masīvākas galaktikas būtu ar “supermasīviem” melnajiem caurumiem, kas ir aptuveni 100 līdz 1000 reižu masīvāki nekā šāda galaktika mūsdienās.

READ  Neirozinātnieki ir atklājuši, ka ilgstošs COVID smakas zudums ir saistīts ar izmaiņām smadzenēs

“Ir ļoti grūti atšķirt gaismu, ko izstaro matērija, kas iekrīt melnajā caurumā, no gaismas, ko izstaro zvaigznes šajos mazajos, attālajos objektos,” sacīja Vans: “Nespēja noteikt atšķirību pašreizējā datu kopā atstāj daudz vietas Atklāti sakot, ir aizraujoši, ka tik daudz no šī noslēpuma paliek neatklāts.

Ja neskaita to neizskaidrojamo masu un vecumu, ja daļa gaismas nāk no supermasīviem melnajiem caurumiem, tie nav parasti supermasīvie melnie caurumi. Tie rada daudz vairāk ultravioleto fotonu, nekā paredzēts, un līdzīgiem objektiem, kas pētīti ar citiem instrumentiem, trūkst supermasīvu melno caurumu pazīmju, piemēram, karstu putekļu un spilgtas rentgena emisijas. Bet, iespējams, visvairāk pārsteidzoši, pēc pētnieku domām, ir tas, cik liels tas ir.

“Supermasīvie melnie caurumi parasti ir saistīti ar galaktikām,” sacīja Lija. “Tās aug kopā un iziet cauri visām galvenajām dzīves pieredzēm nav īsti jēgas, jo šīs lietas “Jums ir jāaug kopā, vai vismaz tā mēs domājām.”

Pētnieki bija arī neizpratnē par šo sistēmu ārkārtīgi mazo izmēru, kuru diametrs ir tikai daži simti gaismas gadu, gandrīz tūkstoš reižu mazāks nekā mūsu Piena Ceļa galaktika. Zvaigžņu skaits šajās sistēmās ir aptuveni tāds pats kā zvaigžņu skaits mūsu Piena Ceļa galaktikā — zvaigžņu skaits šajās sistēmās svārstās no desmit miljardiem līdz triljonam zvaigžņu, taču to tilpums ir aptuveni tūkstoš reižu mazāks. nekā Piena Ceļa galaktika.

Leija paskaidroja, ka, ja mēs ņemtu Piena ceļu un saspiestu to līdz atrasto galaktiku izmēram, tuvākā zvaigzne aptuveni atrastos mūsu Saules sistēmā. Kas attiecas uz supermasīvo melno caurumu Piena Ceļa galaktikas centrā, kas atrodas aptuveni 26 000 gaismas gadu attālumā, tas atradīsies tikai aptuveni 26 gaismas gadu attālumā no Zemes un būs redzams debesīs kā milzu gaismas kolonna. .

READ  ASV un Krievijas eksperts saka, ka karš Ukrainā sagrāvis Krievijas akadēmiskās attiecības ar Rietumiem

“Šīs agrīnās galaktikas bija pilnas ar zvaigznēm – zvaigznēm, kurām noteikti veidojās tā, kā mēs nekad iepriekš neesam redzējuši, apstākļos, kurus mēs nekad negaidījām periodā, kurā mēs nekad negaidījām tās ieraudzīt,” sacīja Lija. Kādu iemeslu dēļ Visums pārstāja radīt šādas lietas jau pēc dažiem miljardiem gadu. “Tas ir unikāls agrīnajā Visumā.”

Pētnieki cer veikt vairāk novērojumu, kas, viņuprāt, var palīdzēt izskaidrot dažus objektu noslēpumus. Viņi plāno uzņemt dziļākus spektrus, vēršot teleskopu uz objektiem ilgu laiku, kas palīdzēs atdalīt emisijas no zvaigznēm un iespējamo supermasīvo melno caurumu, identificējot īpašus absorbcijas parakstus, kas var būt katrā no tiem.

“Ir vēl viens veids, kā mēs varam panākt izrāvienu, un tā ir pareizā ideja,” sacīja Lega. “Mums ir visas šīs mīklas daļas, un tās var atrisināt tikai tad, ja mēs ignorējam faktu, ka daži no tiem var salūzt. Šī problēma ir atrisināma ar ģenialitāti, kas līdz šim ir izvairījusies no mums, visiem mūsu kolēģiem un visa zinātne. kopiena.”

Atsauce: “RUBĪNI: Zvaigžņu kopas ar paplašinātu veidošanās vēsturi attīstījās z ∼ 7–8 masīvās galaktikās, kas identificētas, izmantojot JWST/NIRSpec”, autori Bingjie Van, 冰洁王, Joel Leja, Anna de Graaff, Gabriel B. Brammer, Andrea Weibel , Pīters van Dokkums, Žozefīne F. V. Baggena, Ketrīna A. Sjūsa, Dženija E. Grīna, Reičela Bezansone, Nikko J. Kleri, Mihaela Hiršmane, Ivo Labbē, Džorits Metijs, Īans Makkonačijs, Rohans P. Naidu, Ērika Nelsone, Paskāls A. Ošs, Deivids J. Setons un Kristīna K. Viljamsa, 2024. gada 26. jūnijs, Astrofizikas žurnālu vēstules.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad55f7

Vanga un Lija saņēma finansējumu no NASA Publisko novērotāju programmas. Pētījumu atbalstīja arī Starptautiskais kosmosa zinātnes institūts Bernē. Darbs daļēji ir balstīts uz novērojumiem, kas veikti, izmantojot NASA, Eiropas Kosmosa aģentūras un Kanādas Kosmosa aģentūras Džeimsa Veba kosmosa teleskopu. Pētījumam nepieciešamie aprēķini tika veikti Penn State University Datortehnikas un datu zinātnes institūta superdatorā Rohr.

Pētījuma līdzautoru vidū ir Anna de Grāfa no Maksa Planka Astronomijas institūta Vācijā; Gabriels Brammers no Kosmiskās rītausmas centra un Nīlsa Bora institūta; Andrea Fiebel un Pascal Ochs no Ženēvas universitātes; un Nico Cleary, Michaela Hirschmann, Peter van Dokkum un Rohan Naidu no Ženēvas universitātes. Jēlas universitāte; Ivo Lappé no Stenfordas universitātes; Džorits Matijs un Dženija Grīna no Prinstonas universitāteIan McConachie un Reičela Bezansone no Pitsburgas universitātes; Žozefīne Baggina no Teksasas A&M universitātes; Katrīna Susa no Sovernijas observatorijas Šveicē; Deivids Sītons no MIT Kavli Astrofizikas un kosmosa pētniecības institūta; Ērika Nelsone no Kolorādo universitātes; un Kristīna Viljamsa no ASV Nacionālā zinātnes fonda Nacionālās infrasarkanās optiskās astronomijas pētniecības laboratorijas un Arizonas universitātes.

Angelica Johnson

"Tīmekļa praktizētājs. Sašutinoši pazemīgs ēdiena entuziasts. Lepns twitter advokāts. Pētnieks."

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *

Back to top