Që nga Teleskopi Hapësinor James Webb (JWST) filloi operacionet e shkencës, astronomët kanë vërejtur galaktika që ekzistonin më shumë se 13 miliardë vjet më parë. Ishte gjatë kësaj periudhe, e njohur si “Epoka të errëta kozmike“që yjet dhe galaktikat e para u formuan midis 200 milion dhe 1 miliard vjet pas Zhurmë e madhe.
Fatkeqësisht, drita nga kjo periudhë ishte e kufizuar në rrezatimin e relike të shkaktuar nga Big Bang – The Sfond kozmik i mikrovalës (CMB) – dhe fotonet e lëshuara nga riionizimi i hidrogjenit neutral nga rrezatimi yjor.
Vëzhgimet e mëparshme, të tilla si të nderuarit Kunj dhe Spitzer Teleskopët hapësinorë, nuk ishin në gjendje të vëzhgonin galaktikat gjatë kësaj periudhe për shkak të ndjeshmërisë së tyre të kufizuar infra të kuqe (IR). Por falë instrumenteve të përparuara të Webb, koronografëve dhe mburojës së nxehtësisë, perdja më në fund po tërhiqet në epokat e errëta.
Në një studim i funditnjë ekip ndërkombëtar i shkencëtarëve kontrolloi të dhënat arkivore të Webb nga galaktikat që ekzistonin vetëm disa qindra milion vjet pas Big Bang, duke e shtyrë Webb në kufijtë e aftësive të tij imagjinare.
Studimi u drejtua nga Marco Castellanonjë studiues nga Instituti Kombëtar i Astrofizikës 'Obsservatorio Astronomico Di Roma (Inaf-OAR). Atij iu bashkuan kolegë nga INAF, Laboratori Kombëtar i Kërkimit të Astronomisë Optike Infra të Vjetra (Noirlab), Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Qendra Harvard & Smithsonian për Astrofizikë (Cfa), Instituti i Shkencave të Teleskopit Hapësinor (STSCI), Qendra e Fluturimit Hapësinor të NASA Goddard, dhe universitete dhe institute të shumta.
Që kur Webb u bë për herë të parë operacional, ajo ka qenë duke vëzhguar galaktikat që ekzistonin më shumë se 13 miliardë vjet më parë. Imazhet e disa prej këtyre galaktikave të hershme u përfshinë në vëzhgimet e lëshimit të hershëm në Webb (ERO), të cilat paraqiteshin “Pika të vogla të kuqe“Kjo doli të ishte Bërthamat e hershme aktive galaktike (aka. Quasis).
Para Webb, astronomët ishin në gjendje të zgjidhnin galaktikat që ekzistonin deri në një ritëm prej 10 ~ (500 milion ~ vjet pas Big Bang) duke përdorur Hubble dhe Spitzer, megjithëse me ndjeshmëri shumë më të ulët.
Por siç i tha Castellano Universe sot përmes postës elektronike, ndjeshmëria më e madhe e Webb ka hapur një dritare të re në fazat e para të formimit dhe evolucionit të galaktikës:
“JWST ka zbuluar dhjetëra burime në redshtift më të larta deri në zdrukth-14.2 (mbajtësi aktual i regjistrimit, që korrespondon me 300 myr pas BB). JWST ka mundësuar një studim të hollësishëm të vetive të tyre fizike, përfshirë përbërjen kimike të gazit të tyre.
“Ndër një rrëshqitje në tokë të rezultateve emocionuese, unë do të thoja që dy rezultate të marra nga JWST duhet të theksohen: bollëku i lartë i galaktikave të ndritshme 500-300 MYR pas BB dhe numrit të madh të AGN të zbehta në vitet e para të miliardë.”
Numri i galaktikave të gjetura gjatë kësaj periudhe dhe shkëlqimi i tyre i dukshëm i befasoi astronomët pasi ishin në “tension” me modele të vendosura kozmologjike.
E njëjta gjë është e vërtetë kur bëhet fjalë për supermasive vrima të zeza (SMBHS) Vëzhguar gjatë kësaj periudhe, të cilat ishin më të mëdha se modelet kozmologjike të parashikuara.
Në të dy rastet, këto modele sugjerojnë që nuk kishte kohë të mjaftueshme që nga zhurma e madhe për kaq shumë galaktika të ndritshme për të formuar ose që SMBH të bëhen kaq të mëdha.
Gjetja e dikurshme, tha Castellano, është në fokus të hulumtimit të tij:
“Që nga vëzhgimet e para JWST ka gjetur një numër galaktikash në zdrukth> 9 me emetim të ndritshëm UV i cili është shumë më i lartë se sa parashikohet nga modelet teorike ose në bazë të vëzhgimeve të mëparshme.
“Në 3 vitet e kaluara janë bërë disa përpjekje teorike për të shpjeguar këtë” tepricë “të galaktikave të ndritshme qoftë për shkak të, p.sh. zbutjes shumë të ulët të pluhurit, ose një efikasiteti të lartë të formimit të yjeve, ose kontributit të emetimeve nga yjet e varfër metalikë ose bashkimi në vrimat e zeza super-masive, etj.
“Isshtë themelore të kërkosh galaktika në redshifte më të larta se ato të eksploruara deri më tani për të provuar parashikimet e këtyre modeleve teorike.”
Sipas studimit të tyre, ekipi u këshillua me matjet fotometrike të JWST dhe HST nga Katalogjet Astrodeep-JWST dhe analizoi shtatë sondazhet që e përbëjnë atë.
Kjo përfshinte Sondazhi i Shkencës së Lirimit të Hershëm të Evolucionit Kozmik (Ceers), fushat e vëzhguara nga Observatorët e Madh Origjina Sondazh i thellë-Veri-Veri (Mallrat-n) dhe Mallra e jug-jugore sondazhe, Vëzhgime të plota të plota në mënyrë spektroskopike (Afresk), Brezi i ardhshëm Publiku eksplorues ekstragalaktik i thellë (Ngdeep) fushatë, Shandan, Xhami-jwstdhe më shumë.
Siç u përmend, ekipi kontrolloi këto burime fotometrike të të dhënave për galaktikat me vlera të redshiftit të zdrukth = 15-30. Kandidatët që ata përzgjodhën u zgjodhën bazuar në formën e shpërndarjes së tyre të energjisë spektrale dhe Lyman Breaks.
Kjo teknikë e fundit përfshin vëzhgimin e galaktikave të larta të larta përmes filtrave me infra të kuqe dhe ultravjollcë (UV) pasi që rrezatimi nga këto galaktika është pothuajse plotësisht i zhytur nga gazi neutral që i rrethon ato.
Siç shpjegoi Castellano, kjo paraqiti shumë sfida:
“On the one hand, objects become fainter and are detected in a smaller number of photometric bands, making the constraints on the shape of their spectrum less significant. On the other hand, it is becoming evident that there is a higher risk of contamination from galaxies at lower redshifts. Sample contamination is always an issue when looking for rare distant galaxies using photometric information, but for z>15 samples this problem is worsened by new classes of poorly të karakterizuara objekte të ulëta/të ndërmjetme të ndërlidhjes që hyjnë në kriteret e përzgjedhjes.
“Këto janë zakonisht objekte, shpërndarja e energjisë spektrale të të cilave imiton atë të z> 15 galaktikave sepse ato janë shumë 'të kuqe', dmth emetimi i tyre rritet në mënyrë të pjerrët në gjatësi vale më të gjatë se 2 mikron sepse drita e tyre yjore është jashtëzakonisht e zbutur nga pluhuri, ose sepse ato mbizotërojnë nga popullsitë e vjetra yjore. Linjat jashtëzakonisht të forta të emetimeve që rritin fluksin në disa nga filtrat e vëzhguar “.
Aktualisht, astronomët kanë qenë në gjendje të identifikojnë vetëm disa galaktika kandidate me vlera të redshift të zdrukth = 15 ose më e lartë. Kjo është përkundër faktit se emetimi i kornizës së pushimit UV të këtyre galaktikave është brenda mbulimit spektral të kamerës me infra të kuqe të afërt të Webb (NIRCAM).
Sidoqoftë, duke thyer zdrukth = 15 Barriera është thelbësore për të mësuar rreth evolucionit të Galaxy gjatë universit të hershëm kur u formuan yjet dhe galaktikat e para. Ky informacion do të ndihmojë në zgjidhjen e tensioneve aktuale midis modeleve teorike dhe vëzhgimeve.
Në përgjithësi, ekipi përzgjodhi 10 objekte nga katalogët Astrodeep-JWST, ngjyrat e të cilave ishin të pajtueshme me një redshift të zdrukth = 15 deri 20. Sidoqoftë, siç shpjegoi Castellano, analiza e këtyre burimeve vërtetoi edhe një herë se studimi i objekteve në këto redshifte është jashtëzakonisht sfiduese.
“(I) T është e vërtetë që ata janë kandidatë të besueshëm të lartë, por ato janë gjithashtu të pajtueshme me ngjyrat e pritura të popullsive të rralla të galaktikës në redshtift më të ulët,” tha ai. “Në veçanti, siç u përmend më lart, ato mund të jenë, përkundrazi, galaktikat me pluhur me linja të forta emetimi ose galaktika të vjetra, në zhvillim pasiv.”
Për shembull, një prej këtyre kandidatëve ishte vërejtur tashmë me Webb's Spektrometër me infra të kuqe (Nirspec) si pjesë e Sondazh i prizmit të Candels-Area Prism of Reonization (Capers).
Kjo galaktikë ka një shkallë të lartë të formimit të yjeve dhe një redshift të zdrukth = 6.56 (~ 13.2 miliardë vjet) por është shumë e dobësuar nga pluhuri, duke e bërë atë të duket më e kuqe. Sidoqoftë, kandidatët e mbetur në studimin e tyre mbeten të mundshëm zdrukth~ 15-20 kandidatë të denjë për studime të mëtejshme:
(I) f Ne supozojmë se ato janë të gjitha galaktikat në z> 15, implikimet janë jashtëzakonisht interesante. Numri i tyre do të nënkuptonte një bollëk të galaktikave të ndritshme 2-300 Myr pas Big Bang, i cili është më i lartë se sa parashikohet nga modelet teorike. Në fakt, konfirmimi spektroskopik i madje vetëm një pjesë e vogël e këtyre objekteve do të nënkuptonte një tension të rëndësishëm me parashikime teorike “.
Për më tepër, studimi i ekipit mund të ketë implikime për studimin e galaktikave me pluhur që ekzistonin pak më shumë se 13 miliardë vjet më parë. Si galaktikat jashtëzakonisht të larta të larta, galaktikat në zdrukth = 4 deri në 7 (12.5 deri në 13.3 miliardë vjet) janë kuptuar dobët.
Këto konsistojnë në të dyja galaktikat pasive të yjeve me pluhur të ulët dhe galaktikat pasive të masës së ulët, të cilat janë të rralla në krahasim me Galaktikat e ndritshme UV dhe dobësimit të pluhurit të ulët nga kjo epokë. Studimet e mëtutjeshme të këtyre kandidatëve mund të zbulojnë shumë më tepër rreth kësaj periudhe të hershme në historinë kozmike.
Ndërkohë, Castellano dhe ekipi i tij theksojnë nevojën për studime vijuese të galaktikave që mund të kenë vlera të redshiftit të zdrukth = 15 ose më shumë:
Do të jetë thelbësore të kryeni ndjekjen spektroskopike të objekteve të zgjedhura si potenciale zdrukth> 15 galaktika. Konfirmimi i tyre si galaktika të vërteta të larta të larta do të kishte implikime të rëndësishme për të kuptuarit tonë të fazave më të hershme të evolucionit të galaktikës.
“Përkundrazi, nëse do të zbulojmë se ata janë të gjithë interlopers më të ulët të redshiftit”, ne do të jemi në gjendje të kuptojmë popullsi të njohur dobët të galaktikave me pluhur dhe pasiv në redshift të ndërmjetëm që ne mund të zbulojmë dhe të hetojmë vetëm falë JWST … ne kemi filluar të kuptojmë se si të shpjegojmë JWST për të kërkuar këto galaktikat jashtëzakonisht të largëta, është sfiduese, por duke gjetur burime vetëm 100-200 MiR të Big Bangs të Big Bangs të Big Bangs të Big Bangs të Big Bangs të Big Bang.
Paraburgimi i letrës së tyre kohët e fundit u shfaq në internet dhe po rishikohet për botim në ditar Astronomia dhe Astrofizika.
Ky artikull u botua fillimisht nga Universi sot. Lexoni artikull origjinal.
