To James Webb κοίταξε 13 δισ. χρόνια στο παρελθόν και ανακάλυψε ένα περίεργο γαλαξία που μεγαλώνει από «μέσα προς τα έξω»

Οι επιστήμονες χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Tηλεσκόπιο James Webb (JWST) και εντόπισαν έναν

«ανάποδο» γαλαξία που σχηματίστηκε πριν από περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια

Όπως μια μεγάλη πόλη, ο γαλαξίας έχει την πυκνότερη συλλογή αστεριών στον πυρήνα του. Ωστόσο, αυτή η πυκνότητα μειώνεται καθώς απομακρύνεται κανείς από το κέντρο προς τα ‘προάστια’ του γαλαξία, δίνοντάς του το σχήμα που έχει.

Η σημασία της ανακάλυψης

Αν και οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει παρόμοια σχήματα γαλαξιών που σχηματίστηκαν τα τελευταία 10 εκατομμύρια χρόνια, η μοναδική ικανότητα του JWST να βλέπει δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο χρόνο έχει αποκαλύψει έναν πραγματικά αρχαίο γαλαξία που ζωντανεύει με τον ίδιο τρόπο.

«Το ερώτημα του πώς οι γαλαξίες εξελίσσονται στον κοσμικό χρόνο είναι ένα σημαντικό ζήτημα στην αστροφυσική», δήλωσε ο Δρ. Sandro Tacchella από το Cavendish Laboratory του Cambridge και συν-επικεφαλής της μελέτης.

«Είχαμε πολλά εξαιρετικές δεδομένα για τα τελευταία δέκα εκατομμύρια χρόνια και για γαλαξίες στην γωνιά του σύμπαντός μας, αλλά τώρα, με τον Webb, μπορούμε να αποκτήσουμε παρατηρησιακά δεδομένα από δισεκατομμύρια χρόνια πίσω, εξερευνώντας τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια της κοσμικής ιστορίας».

Η ταχεία εξέλιξη του γαλαξία

Οι αστρονόμοι γενικά συμφωνούν ότι οι γαλαξίες που μελετήθηκαν από προηγούμενα τηλεσκόπια, που σχηματίστηκαν τα τελευταία 10 εκατομμύρια χρόνια, συνήθως το κάνουν με έναν από τους δύο τρόπους.

Μερικοί συγκεντρώνουν αέριο από το γύρω νέφος και χρησιμοποιούν αυτό το υλικό ως καύσιμο για τον σχηματισμό νέων αστεριών, ενώ άλλοι γαλαξίες αναπτύσσονται συγχωνευόμενοι με μικρότερους γαλαξίες.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, η εύρεση ενός γαλαξία που ωρίμασε τόσο γρήγορα μόλις 700 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang θα μπορούσε να βοηθήσει να απαντηθούν αιώνια ερωτήματα για το πώς σχηματίστηκαν οι γαλαξίες κατά τη διάρκεια της ιστορίας του σύμπαντος.

«Αναμένοντας οι γαλαξίες να ξεκινούν μικροί καθώς τα νέφη αερίου καταρρέουν υπό τη δική τους βαρύτητα, σχηματίζοντας πολύ πυκνούς πυρήνες αστεριών και πιθανώς μαύρες τρύπες», εξήγησε ο Tacchella.

«Καθώς ο γαλαξίας μεγαλώνει και η σχηματισμός αστεριών αυξάνεται, είναι σαν έναν σκιέρ που περιστρέφεται: καθώς ο σκιέρ τραβάει τα χέρια του, συγκεντρώνει ορμή και περιστρέφεται πιο γρήγορα».

Η παρατήρηση του James Webb Space Telescope

Αυτή η εργασία, μέρος του JADES (JWST Advanced Extragalactic Survey), περιελάμβανε την σάρωση των διαφόρων φάσματος φωτός που προέρχονται από τον NGC 1549 χρησιμοποιώντας τα προηγμένα όργανα του JWST.

Αυτά τα δεδομένα επέτρεψαν στην ομάδα να εκτιμήσει τον αριθμό και την τοποθεσία παλαιότερων και νεότερων αστεριών, τα οποία μπόρεσαν να μετατραπούν σε εκτιμήσεις για τη μάζα των αστεριών και τον ρυθμό σχηματισμού αστεριών.

Έκπληξη για την πυκνότητα του γαλαξία

Απροσδόκητα, η ομάδα διαπίστωσε ότι η πυκνότητα του πυρήνα του γαλαξία ήταν παρόμοια με τους ελλειπτικούς γαλαξίες που παρατηρούνται σήμερα, ακόμη και αν έχουν 1000 φορές περισσότερα αστέρια από τον NGC 1549.

Επίσης εντόπισαν τη διανομή των αστεριών ‘μέσα-έξω’ που συνήθως σχετίζεται με πολύ νεότερους γαλαξίες. Η ομάδα αναφέρει ότι τα μοντέλα τους είχαν προβλέψει αυτόν τον τύπο σχηματισμού αστεριών. Ωστόσο, πριν από τον JWST, η αναδρομή 13 εκατομμυρίων χρόνων για να επιβεβαιωθούν αυτά τα μοντέλα ήταν αδύνατη.

Η μελέτη “A core in a star-forming disc as evidence of inside-out growth in the early Universe” δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.