Gli astronomi stanno ora scoprendo un record da record di decine di galassie lontane mentre setacciano il tesoro dei dati ora raccolti dal James Webb Space Telescope (JWST, o Webb). Tra queste ci sono diverse galassie risalenti a poco più di 200 milioni di anni dopo il Big Bang.
prima del lancio Telescopio spaziale James Webbla galassia confermata più distante conosciuta era GN-z11che gli astronomi videro circa 420 milioni di anni dopo la grande esplosionedandogli quello che gli astronomi chiamano a spostamento verso il rosso dall’11.6. (Redshift descrive la quantità di luce che si allunga proveniente da una galassia come tuL’universo si sta espandendo. Maggiore è il redshift, più lontano nel tempo vediamo la galassia.)
Solo una settimana dopo l’uscita Le prime immagini scientifiche Da JWST, gli astronomi hanno riportato la scoperta di galassie in spostamento verso il rosso 13, equivalente a circa 300 milioni di anni dopo il Big Bang. Ora, una nuova ondata di risultati scientifici ha battuto quel record, con alcuni astronomi che hanno riferito di aver scoperto galassie fino a uno spostamento verso il rosso di 20. Se fosse vero, vediamo queste galassie come esistevano circa 200 milioni di anni dopo il Big Bang.
Galleria: Le prime immagini del telescopio spaziale James Webb
Questo è grande se: a questo punto nessuno di questi valori di redshift è stato confermato. Per confermare le distanze di queste galassie sarà necessaria la spettroscopia, che divide la luce da un oggetto in quello che gli scienziati chiamano spettro. Questa analisi verrà dopo. Tuttavia, sembra chiaro che JWST sia perfettamente in grado di rilevare le galassie di questa epoca perduta da tempo.
Le galassie sono state scoperte utilizzando diverse tecniche. Gli astronomi guidati da Haojing Yan dell’Università del Missouri-Columbia lente a gravità Creato da Galactic Cluster SMACS J0723 per rivelare 88 galassie candidate con uno spostamento verso il rosso di 11, tra cui una manciata di galassie stimate con uno spostamento verso il rosso di 20. Se convalidate, queste galassie sarebbero, di gran lunga, le più lontane mai scoperte. A causa dell’espansione cosmica, oggi queste galassie saranno a più di 35 miliardi di anni luce da noi.
Altri due articoli hanno riportato la scoperta di galassie altamente spostate verso il rosso in zone di cielo in cui JWST ha semplicemente subito esposizioni profonde, senza ricorrere alla lente gravitazionale. Queste immagini fanno parte dell’Early Cosmic Evolution Propagation Science Survey (CEERS), che consiste in immagini di 10 diversi punti del cielo della Near Infrared Camera (NIRCam) di JWST. JWST spettrometro nel vicino infrarosso NIRSpec unisce le osservazioni di sei di questi punti, mentre il Mid-Infrared Instrument (MIRI) del telescopio spaziale ne studia quattro.
Un team di astronomi guidato da Ph.D. Lo studente Callum Dunant dell’Università di Edimburgo ha trovato una galassia candidata con uno spostamento verso il rosso di 16,7, che è solo 250 milioni di anni dopo il Big Bang. Il team ha anche trovato altre cinque galassie di spostamento verso il rosso maggiori di 12, tutte superiori al record di spostamento verso il rosso stabilito dal predecessore di JWST e ora collega, Telescopio spaziale Hubble.
Nel frattempo, utilizzando le stesse osservazioni del CEERS, un altro team guidato da Stephen Finkelstein dell’Università del Texas ad Austin ha scoperto una galassia con uno spostamento verso il rosso di 14,3, collocandola 280 milioni di anni dopo il Big Bang, che i ricercatori hanno chiamato “Galassia Maisi”. dopo la figlia di Finkelstein. Gli astronomi hanno scoperto che questa galassia potrebbe essere stata vista anche dal telescopio spaziale Hubble, ma all’epoca non fu riconosciuta. Se uno sguardo più attento ai dati archiviati rivela la galassia, la Galassia Maisie deve produrre una luce ultravioletta molto forte da una potente esplosione di formazione stellare per essere individuata da Hubble.
In effetti, tutte le lontane galassie candidate mostrano prove di una forte emissione di raggi ultravioletti, forse abbastanza per risolvere il dibattito sul perché l’idrogeno gassoso nell’universo sia ionizzato, e porre fine al cosiddetto “secoli bui cosmiciNel corso degli anni, gli astronomi hanno proposto cause che vanno dalle radiazioni delle prime stelle e galassie ai deflussi di radiazioni dai primi buchi neri supermassicci.
Nel loro articolo, il team di Donnan ha calcolato una “funzione di luminosità ultravioletta della galassia” tra uno spostamento verso il rosso di 8 e 15. Questa funzione è la quantità media di luce ultravioletta associata alle galassie in una data epoca. Il valore è strettamente correlato alla formazione stellare, perché più giovani stelle calde nella galassia, più luce ultravioletta emettono. Il team di Dunant ha concluso che c’era abbastanza radiazione ultravioletta prodotta dalle stelle in queste prime galassie per ionizzare l’universo.
Il gran numero di galassie ad alto spostamento verso il rosso scoperte può essere considerato bambini cosmici. Queste galassie si estendono per circa 1.000 anni luce e contengono solo decine di milioni di stelle. Le galassie moderne possono ospitare centinaia di miliardi di stelle. Gli astronomi stimano che i bambini cosmici abbiano meno di 100 milioni di anni e potrebbero avere fino a 20 milioni di anni.
Gli scienziati non hanno ancora identificato nessuna delle prime galassie nell’universo, che potrebbe trovarsi a 25 redshift o oltre. Tuttavia, le nuove scoperte rappresentano generazioni di galassie che si sono susseguite da vicino e che gli scienziati vedono nelle prime fasi dell’evoluzione.
La quantità di luce ultravioletta (che striscia verso il rosso verso lunghezze d’onda infrarosse più lunghe, rendendole visibili a JWST), insieme all’abbondanza di galassie ad alto spostamento verso il rosso che ha rilevato così presto nella sua missione, suggeriscono che le galassie fossero abbondanti alla prima data. Universo JWST. Contrariamente ad alcune previsioni, il tasso di formazione stellare potrebbe diminuire gradualmente mentre guardiamo indietro, piuttosto che un forte calo dopo lo spostamento verso il rosso 11.
“La convalida spettrale dovrebbe continuare [these redshifts]E il [it means that] Il nostro universo brillava già di galassie meno di 300 milioni di anni dopo il Big Bang”, ha scritto il team di Finkelstein nel loro articolo.
Ora che il JWST ha rilevato queste potenti galassie candidate su vaste distanze, le prossime domande sono fino a che punto il JWST ha potuto vedere in passato e se sarebbe stato sufficiente per scoprire le prime galassie trovate, forse solo 100 milioni di anni dopo il Big Bang. Una tale scoperta richiederebbe molta fortuna, poiché farebbe affidamento sulla lente gravitazionale tangenziale per mostrare le galassie primordiali.
È possibile trovare carta Yan qui; carta donata qui; Il giornale di Finkelstein quaggiù.
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