Webb odkrywa galaktykę, która nie powinna istnieć

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) znów zaskakuje. Międzynarodowy zespół badawczy potwierdził odkrycie galaktyki JADES-GS-z14-0, która obecnie dzierży tytuł najdalszego znanego obiektu tego typu we Wszechświecie.

Galaktyka o oznaczeniu JADES-GS-z14-0 została zaobserwowana niczym migawka z dalekiej przeszłości – w stanie, w jakim znajdowała się zaledwie 280 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Odpowiada to przesunięciu ku czerwieni wynoszącemu aż 14,32. Dzięki JWST patrzymy na ten obiekt niczym zamrożony w czasie, gdy Wszechświat miał zaledwie 2% swojego obecnego wieku. A to nie wszystko. Dlaczego jeszcze nowe odkrycie zadziwia astronomów?

Problem polega na tym, że – zgodnie z dotychczasowymi modelami teoretycznymi – tak wczesne galaktyki powinny być małymi, słabo widocznymi skupiskami gwiazd. JADES-GS-z14-0 całkowicie przeczy tym przewidywaniom. Jest niezwykle jasna w porównaniu z tym, na co wskazują modele. Jej blask nie pochodzi przy tym z akrecji materii przez supermasywną czarną dziurę (tak jak w typowych AGN-ach), a najprawdopodobniej z ogromnej liczby znajdujących się w niej młodych gwiazd. Do tego galaktyka jest naprawdę duża. Rozciąga się na ponad 1600 lat świetlnych, co dowodzi, że tak masywne struktury formowały się znacznie szybciej, niż dotąd sądziliśmy.

Do tego dochodzi jeszcze jej zaskakujący skład chemiczny: instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) wykrył tam obecność azotu. Powiedzmy to wyraźnie jeszcze raz: silny sygnał świadczący o obecności azotu pochodzi z czasów, gdy kosmos był ekstremalnie młody. To także kluczowa informacja ze względu na ewolucję samych gwiazd. Wiemy, że azot powstaje na skutek reakcji jądrowych zachodzących wewnątrz dość masywnych gwiazd poprzednich generacji, które muszą najpierw go wytworzyć i rozsiać w swoim otoczeniu. Obecność tego pierwiastka na tak wczesnym etapie istnienia Wszechświata sugeruje zatem, że zdążyła już powstać i zginąć przynajmniej jedna generacja gwiazd.

Co to oznacza dla nauki? Okazuje się, że „kosmiczny świt” – rozumiany jako epoka formowania się pierwszych gwiazd i galaktyk – mógł być znacznie bardziej dynamiczny i przebiegać gwałtowniej, niż zakładały symulacje komputerowe. Astronomowie mają więc nową zagadkę do rozwiązania: jak Wszechświat w tak krótkim czasie zdołał wytworzyć tak masywne i chemicznie złożone obiekty? A co, jeśli galaktyka JADES-GS-z14-0 to dopiero wierzchołek góry lodowej? Spodziewamy się, że JWST wkrótce odnajdzie jeszcze starsze i równie zaskakujące struktury.

Czytaj więcej: