Medzinárodná skupina astronómov identifikovala sériu galaxie také zvláštne, že museli byť pomenované „galaxie platypusovcov“Toto zistenie, založené na údajoch z vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, začína otriasť niektorými predpokladmi o tom, ako sa galaxie rodia a rastú v ranom vesmíre.
Tieto kozmické objekty, nachádzajúce sa miliardy svetelných rokov ďaleko, kombinujú typické vlastnosti hviezdyGalaxie a kvazary, ktoré sa celkom nehodia do žiadnej kategórieJeho hybridná povaha pripomína platýpa, zviera, ktoré vyzerá, akoby bolo poskladané z častí iných tvorov a ktoré biológov roky mätilo. V tomto prípade sa zmätok presunul z laboratórií do vesmírnych observatórií.
Vesmírny teleskop Jamesa Webba objavil nový typ galaxie
Objav bol prezentovaný počas 247. zasadnutie Americkej astronomickej spoločnosti (AAS), popredné vedecké fórum, kde sa diskutuje o najnovších výsledkoch v astrofyzike. Tam tím z Vysoká škola umení a vied, Univerzita v Missouri Odhalila populáciu objektov, ktoré momentálne unikajú štandardným klasifikáciám.
Výskumníci analyzovali Archív hlbokých extragalaktických polí pozorovaných vesmírnym teleskopom Jamesa Webba (JWST), vrátane programu CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science), ktorý je určený na štúdium raný vesmír s nebývalými detailmi. V rámci súboru približne 2 000 špecifických zdrojov sa vynorila veľmi malá skupina, ktorá sa nesprávala ako ostatné.
Celkovo tím identifikoval deväť objektov, ktoré existovali pred 12 až 12,6 miliardami rokovkeď bol vesmír ešte veľmi mladý. V tejto vzdialenosti vesmírny teleskop Jamesa Webba sotva vidí svetelné body, ale kombinácia zobrazovania a spektroskopie mu umožnila vidieť viac než len zdanie.
Štúdia je momentálne dostupná na preprint serveri arXiv. Pod názvom „Nová populácia úzkych bodových zdrojov“ štúdia poskytuje predbežný opis vlastností týchto zdrojov a navrhuje niekoľko scenárov na vysvetlenie ich pôvodu. Hoci sú údaje robustné, samotný tím zdôrazňuje, že ide len o prvý krok a že budú potrebné ďalšie pozorovania.
Prečo sa im hovorí galaxie platýska?
Prezývka nie je len rozmar. Jeho vzhľad na obrázkoch pripomína vzdialenú hviezdu alebo kvazar.Sú extrémne kompaktné, takmer bodové, chýba im predĺžená štruktúra, ktorú si zvyčajne spájame s galaxiami. Keď sa však svetlo, ktoré vyžarujú, skúma pomocou spektroskopie, obraz sa úplne zmení.
Namiesto zobrazenia typického podpisu supermasívna čierna diera pohlcujúca hmotu, ako napríklad v prípade kvazárovTieto objekty vystavujú veľmi úzke emisné čiaryviac sa podobá tým, ktoré sa pozorujú v galaxiách, kde je plyn ionizovaný intenzívnymi epizódami tvorby hviezd. Inými slovami, jeho spektrálny „čiarový kód“ nezodpovedá najzrejmejšej interpretácii jeho vzhľadu.
Ako vysvetlil astronóm Haojing Yang, profesor na University of Missouri a člen tímu, je to populácia, ktorú nemožno pohodlne zaradiť do známych kategóriíNa jednej strane sa javia ako bodové zdroje, čo v týchto vzdialenostiach zvyčajne naznačuje, že ide o kvazary. Na druhej strane im chýbajú spektrálne vlastnosti, ktoré by sme očakávali od aktívneho jadra poháňaného supermasívnou čiernou dierou.
Paralela s platýpusom je nevyhnutná: V biológii toto zviera kombinuje znaky cicavcov, vtákov a plazov.V astronómii tieto galaxie kombinujú vlastnosti hviezd, kompaktných galaxií a kvazarov bez toho, aby boli úplne niektorou z týchto troch. Preto označenie „galaxie platypus“, ktoré sa už vkradlo do neformálnych vedeckých diskusií.
Z európskej astrofyzikálnej komunity, ktorá sa intenzívne podieľa na vedeckom využívaní James Webb prostredníctvom ESA (Európska vesmírna agentúra) tieto typy výsledkov sú pozorne sledované. Mnohé výskumné skupiny v Španielsku, Francúzsku, Nemecku a Taliansku pracujú práve na modelovaní vývoja prvých galaxií, takže Akýkoľvek predmet, ktorý porušuje predchádzajúce normy, sa stáva kľúčovým prvkom upraviť teórie.
Vzhľad podobný kvazaru, srdce formujúcej sa galaxie
Jedným z najpozoruhodnejších aspektov objavu je rozpor medzi tým, ako vyzerajú, a tým, čo odhaľuje ich spektrumNa snímkach JWST sa týchto deväť objektov javí ako koncentrované svetelné body bez viditeľných halo alebo špirálových ramien, a to aj vďaka vysokému infračervenému rozlíšeniu ďalekohľadu.
Táto morfológia by sa typicky spájala s veľmi vzdialené kvazary, poháňané supermasívnymi čiernymi dieramiPodrobná analýza spektrálnych čiar však naznačuje správanie typickejšie pre galaxie s plynom osvetleným mladými hmotnými hviezdamiNezodpovedajú dobre energetickému podpisu jasného aktívneho jadra alebo energetickému podpisu jednoduchej hviezdokopy.
Jeden z tých, ktorí boli zodpovední za preskúmanie týchto údajov, Bangzheng „Tom“ Sun, spolupracovník v Yangovom laboratóriuBol to on, kto odobral vzorku a vykonal spektrálnu analýzu. Jeho záver je opatrný: Nemožno vylúčiť, že ide o galaxie uprostred formovania hviezd., pozorované v špecifickom štádiu, ktoré predtým zostalo nepovšimnuté kvôli nedostatočnej inštrumentálnej citlivosti.
Problém je v tom Jeho zdanlivá veľkosť je extrémne malá.Aj keď vezmeme do úvahy obrovskú vzdialenosť, v kozmických mierkach sa správajú ako obyčajné „body“ svetla, čo je ťažké zosúladiť s galaxiou, v ktorej intenzívne a rozsiahlo vznikajú hviezdy. Toto napätie medzi veľkosťou, jasom a spektrom je to, čo výskumníkov stále mätie.
Vedci trvajú na tom, že len s deväť identifikovaných objektovBolo by predčasné predefinovať taxonómiu galaxií. Samotná skutočnosť, že už existujú, nás však núti... otvárajú nové smery teoretickej a pozorovacej práce, v ktorom by európske a španielske tímy mohli zohrať dôležitú úlohu využitím budúcich kampaní teleskopu Jamesa Webba a ďalších veľkých teleskopov.
Dôsledky pre modely formovania galaxií
Zatiaľ najrozšírenejšia interpretácia rastu štruktúr vo vesmíre naznačuje, že veľké galaxieGalaxie ako Mliečna dráha vznikli postupnými fúziami menších galaxií. Zrážky, gravitačné interakcie a prudké epizódy tvorby hviezd postupne vytvorili systémy, ktoré poznáme dnes.
Existencia galaxií platypus zvyšuje možnosť, že Niektoré rané galaxie mohli nasledovať „tichšie“ alebo nekonvenčné evolučné cesty.Jeho kompaktná konfigurácia a úzka lineárna emisia by mohli poukazovať na menej explozívne rastové procesy, ako sa doteraz predpokladalo, alebo na prechodné fázy, ktoré modely ešte úplne nezohľadňujú.
Ak sa ukáže, že tieto zdroje sú galaxie vo veľmi špecifickej fáze tvorby hviezdMohli by predstavovať medzistupeň spájajúci prvotné plynové oblaky s rozvinutejšími galaxiami. V takom prípade by sa stali akýmsi „chýbajúcim článkom“ pre pochopenie toho, ako sa prvé svetelné štruktúry zostavili po Veľkom tresku.
Ak sa tento nový typ objektu potvrdí, vynúti si revíziu určitých numerických simulácií kozmológia a evolúcia galaxiíV tejto oblasti sú obzvlášť aktívne európske skupiny. Španielsko sa zúčastňuje niekoľkých medzinárodných konzorcií, ktoré využívajú superpočítače na znovuvytvorenie vesmíru od jeho počiatkov, takže objavenie sa neočakávaných údajov, ako sú tieto, si vyžaduje prekalibráciu parametrov a predpokladov.
Okrem toho by mohli pomôcť galaxie platýpusov lepšie definovať úlohu supermasívnych čiernych dier v raných štádiách vesmíru. Ak sa konečne potvrdí, že tieto objekty nie sú dominantne založené na aktívnych jadrách, ako naznačujú spektrá, bolo by potrebné prehodnotiť, kedy a ako začali prvé kvazary žiariť a aká časť raných galaxií už obsahovala rastúcu supermasívnu čiernu dieru.
Úloha teleskopu Jamesa Webba a nadchádzajúce pozorovania
Všetka táto práca bola možná vďaka kapacite Vesmírny teleskop Jamesa Webba bude pozorovať vesmír v infračervenej oblasti s bezprecedentnou citlivosťouWebbov teleskop je navrhnutý presne na štúdium prvých galaxií, tých, ktoré vznikli len niekoľko sto miliónov rokov po Veľkom tresku.
Programy hlbokého pozorovania, ako napríklad extragalaktické polia použité v tejto štúdii, generujú obrovské množstvo údajov, ktoré potom analyzujú tímy po celom svete. Veľká časť týchto informácií je dostupná vo verejných archívochTo umožňuje výskumným skupinám z Európy a Španielska skúmať ho pomocou vlastných nástrojov a prístupov.
V tomto konkrétnom prípade tím z University of Missouri hľadal v archívoch, aby preštudujte si viac ako 2 000 konkrétnych zdrojovOd tohto počiatočného výberu preosievali objekty, až kým im nezostala hŕstka prípadov, ktoré vykazovali najpodivnejšie vlastnosti. Je to precízna práca, ktorá kombinuje techniky analýzy obrazu so spektroskopiou a porovnaním s teoretickými modelmi.
Astronómovia sú si istí, že s výhľadom do budúcnosti získajú spektrá s vyšším rozlíšením a nové doplnkové pozorovaniaToto sa dosiahne ako samotným Webbom, tak aj pozemnými teleskopmi s veľkým priemerom rozmiestnenými po Európe, Amerike a ďalších kontinentoch. S presnejšími údajmi bude možné presnejšie merať chemické zloženie, rýchlosť tvorby hviezd a možnú prítomnosť slabých aktívnych jadier.
Súbežne s tým už niekoľko teoretických skupín začína preskúmajte scenáre, ktoré dokážu reprodukovať tieto hybridné vlastnostiOd extrémne kompaktných galaxií s výbuchmi tvorby hviezd až po exotickejšie konfigurácie, v ktorých interakcia medzi plynom, hviezdami a čiernymi dierami nadobúda formy, ktoré sa doteraz nezvažovali.
Všetko naznačuje, že galaxie platýpov budú opakujúcou sa témou na nadchádzajúcich konferenciách a v špecializovaných publikáciách, keďže sa objavia nové prípady a interpretácie sa budú spresňovať. Pre európsku a španielsku vedeckú komunitu je to príležitosť... prispieť pozorovaniami, modelmi a analýzami do oblasti, ktorá je stále vo fáze objavovania.
Táto zvláštna skupina galaxií, síce drobná na pohľad, ale obrovská čo sa týka dôsledkov, sa stala pripomienkou, že vesmír stále skrýva prekvapenia a že aj s výkonnými nástrojmi, ako je vesmírny teleskop Jamesa Webba, sa objekty, ktoré narúšajú zaužívané postupy, stále objavujú; Galaxie platypus si vyslúžili svoje miesto v debate o tom, ako vznikli prvé kozmické štruktúry. A tým otvorili nové okno k prehodnoteniu toho, čo sme si mysleli, že vieme o ranej histórii vesmíru.