Il telescopio spaziale James Webb trova la galassia più antica dell’universo: JADES-GS-Z6

Una galassia senza precedenti osservata appena 290 milioni di anni dopo il Big Bang. Credito: Agenzia spaziale europea
Zeus Valterra

Zeus Valterra 7 minuti

Negli ultimi due anni, Il telescopio spaziale James Webb ha scoperto quella che gli astronomi chiamano alba cosmica: Il periodo in cui nacquero le prime galassie, solo cento milioni di anni dopo il Big Bang.

Queste galassie ci forniscono informazioni vitali su di loro Come si sono evoluti i gas, le stelle e i buchi neri nell’universo? Quando ero ancora molto giovane.

Nell’ottobre 2023 e nel gennaio 2024, un team internazionale di astronomi utilizzerà il telescopio spaziale James Webb per osservare le galassie come parte di Programma JWST Advanced Extragalactic Deep Survey (JADES)..

Utilizzando lo spettrometro nel vicino infrarosso di JWST (NIRSpec). Ottenuto uno spettro galattico senza precedenti È stato osservato solo 290 milioni di anni dopo l’inizio del nostro universo.

Un profondo campo galattico contenente migliaia di galassie di diverse forme e dimensioni. Credito: JWST/ESA

Il lato oscuro dell’universo

Fino a tempi relativamente recenti, avevamo pochissime conoscenze concrete sul periodo noto come alba cosmica, che comprende… Dall’inizio fino al primo miliardo di anni dopo il Big Bang 13,8 miliardi di anni fa.

Questo è perché L’universo era pieno di una nebbia di idrogeno neutro che diffondeva la luceE impedirne la diffusione. Questa nebbia non durò. Era ionizzato e illuminato dalla radiazione ultravioletta emessa dagli oggetti nell’universo primordiale e alla fine dell’alba cosmica lo spazio era diventato trasparente.

Ma ormai era lì Molte stelle e galassie fluttuano intorno. Se vogliamo sapere come si è formato il tutto, dobbiamo poter vedere la nebbia.

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Questa è una delle cose Questo è lo scopo per cui è stato progettato il telescopio spaziale James Webb, con i suoi potenti occhi a infrarossi. I raggi infrarossi possono viaggiare attraverso mezzi densi che altre luci non possono, e le loro lunghe lunghezze d’onda possono attraversarli con una dispersione minima.

In una galassia lontana, lontana

JADES-GS-z6 è un’antica galassia che esisteva circa 13 miliardi di anni fa. In altre parole, La luce che riceviamo dal telescopio JADES-GS-z6 è stata emessa pochi milioni di anni dopo il Big BangDurante un periodo conosciuto come l’alba cosmica.

Scienziati di astronomia Notate la firma chimica dei granelli di polvere ricchi di carbonio in questa galassia. Questi granelli di polvere sono simili agli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) presenti nell’universo moderno. Tuttavia, è improbabile che si siano formati nel primo miliardo di anni del tempo cosmico.

Spettro della galassia JADES-GS-z14-0. Bilancia JWST/ESA

Monitorare JADES-GS-z6 Ciò suggerisce l’interessante possibilità che il telescopio possa aver rilevato un diverso tipo di molecola a base di carbonioCome minuscoli granelli di grafite o diamanti prodotti dalle prime stelle o supernove.

Inoltre, questa galassia Mostra un significativo blocco della polvere Ha sperimentato un significativo arricchimento di metalli rispetto ad altre galassie di massa simile. Il gradiente di colore visibile nella galassia potrebbe indicare uno strano allineamento di stelle e polvere.

James Webb innova ancora

La sensibilità senza precedenti del James Webb Space Telescope (JWST) ci consente di esplorare i segreti dell’universo primordiale. nel quadro, Per rappresentare i dati acquisiti sono stati utilizzati i colori blu, verde e rosso Utilizzando la fotocamera nel vicino infrarosso del telescopio (NIRCam).

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Queste date Compatibile con diverse lunghezze d’onda: 0,9, 1,15 e 1,5 micron; 2,0, 2,77 e 3,55 micron; e 3,56, 4,1 e 4,44 micron. La galassia che vediamo nell’immagine si chiama JADES-GS-z6. Viene amplificato in una regione di circa 1 × 1 secondo d’arco nel cielo.

Un secondo d’arco è una misura angolare molto piccola. Immagina che la luna piena abbia un diametro angolare di circa 0,5 gradi. Un secondo d’arco è solo una frazione molto piccola di quello (1/3600 di grado).

Viene visualizzata l’immagine Un profondo campo galattico contenente migliaia di galassie di diverse forme e dimensioni. Ma l’immagine specifica a cui siamo interessati è la galassia JADES-GS-z6, che appare come una massa sfocata di blu, rosso e verde.

Gli oggetti di grandi dimensioni sono stati trovati molto prima di quanto ci aspettassimo. È stata una cosa pazzesca, okay Le ricerche sono state effettuate partendo dal presupposto che cose come i buchi neri e le galassie massicce impiegano molto tempo per formarsi.molto più lungo del periodo di tempo in cui lo osserviamo.

Amici e concorrenti

Ma, JADES-GS-z14-0, una galassia nello stesso campo di studio, vince la torta. È molto grande e molto brillante, e non assomiglia a quello che gli astronomi si aspettavano per le galassie nell’universo primordiale. Le sue dimensioni mostrano che la luce proviene dalle stelle, non da un buco nero supermassiccio.

L’analisi della sua luce rivela la presenza di molta polvere e ossigeno, cosa inaspettata in una fase così iniziale. Questi elementi pesanti devono essere fabbricati all’interno di stelle che poi potrebbero esplodere. Il che lo suggerisce Diverse generazioni di stelle massicce devono essere esistite 300 milioni di anni dopo il Big Bang.

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Oggi sappiamo che le stelle più grandi hanno solo pochi milioni di anni, il che non è impossibile, ma non è ancora esattamente quello che gli astronomi si aspettavano di trovare.

Nel loro insieme, questo risultato lo suggerisce Dobbiamo ripensare l’universo primordialeIl gran numero di sorgenti luminose che vediamo lì non può essere completamente spiegato con la crescita dei buchi neri. In qualche modo, galassie grandi, luminose e ben formate potrebbero essersi radunate all’inizio dell’alba cosmica.

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