Mūsų supratimą apie galaktikų formavimąsi ir tamsiosios materijos prigimtį gali visiškai pakeisti nauji dar didesnių galaktikų žvaigždžių spiečių stebėjimai. paukščių takas Daugiau nei prieš 11 milijardų metų, kurių neturėjo būti.

Straipsnis išleistas m gamta Išsamius rezultatus rasite naudojant naujus James Webb kosminio teleskopo (JWST) duomenis. Rezultatai rodo, kad masyvi galaktika ankstyvojoje visatoje – pastebėta prieš 11,5 milijardo metų (kosmologinis raudonasis poslinkis 3,2) – turi labai seną žvaigždžių populiaciją, kuri susiformavo daug anksčiau – prieš 1,5 milijardo metų (raudonasis poslinkis apie 11). Šis stebėjimas apverčia dabartinį modeliavimą, nes nesusikaupia pakankamai tamsiosios medžiagos, kad susidarytų.

Swinburne technologijos universiteto profesorius Karlas Glazebrookas vadovavo tyrimui ir tarptautinei komandai, kuri naudojo James Webb kosminį teleskopą, kad atliktų šios didžiulės, tylios galaktikos spektroskopinius stebėjimus.

„Mes septynerius metus persekiojome šią konkrečią galaktiką ir praleidome valandas stebėdami ją dviem didžiausiais teleskopais Žemėje, kad sužinotume jos amžių. Tačiau ji buvo tokia raudona ir tokia silpna, kad negalėjome jos išmatuoti. Galiausiai turėjome išlipkite iš Žemės ir pasinaudokite Jameso Webbo kosminiu teleskopu, kad patvirtintumėte jo prigimtį.

Galaktikos formavimasis yra pagrindinis modelis, palaikomas šiuolaikinės astrofizikos, kuris numato stiprų masyvių galaktikų skaičiaus mažėjimą ankstyvosiose kosminėse epochose. Itin masyvios ramios galaktikos dabar buvo stebimos nuo vieno iki dviejų milijardų metų po visatos atsiradimo didysis sprogimas Tai meta iššūkį ankstesniems teoriniams modeliams.

Gerbiamasis profesorius Glazebrookas dirbo su pagrindiniais tyrėjais visame pasaulyje, įskaitant dr. Themiya Nanayakkara, dr. Lalitwadi Kawinwanichakij, dr. Colin Jacobs, dr. Harry Chittenden, docentą Glenn G Kacprzak ir docentą Ivo Lappé iš Swinburne astrofizikos centro ir Superkompofizikos centro. .

„Tai buvo labai komandos pastangos, pradedant infraraudonųjų spindulių dangaus tyrimais, kuriuos pradėjome 2010 m. ir kurie padėjo nustatyti, kad ši galaktika yra neįprasta, iki mūsų ilgų valandų Keke ir Labai didelis teleskopas Bandėme tai patvirtinti, bet nepavyko, kol praėjusiais metais labai stengėmės išsiaiškinti, kaip apdoroti Jameso Webbo kosminio teleskopo duomenis ir išanalizuoti šį spektrą.

„Dabar viršijame tai, kas buvo įmanoma, kad patvirtintume seniausius taikius megamonstrus, egzistuojančius giliai visatoje“, – sako daktarė Themiya Nanayakkara, vadovavusi Džeimso Vebo kosminio teleskopo duomenų spektroskopinei analizei.

„Tai praplečia mūsų dabartinio supratimo apie galaktikų formavimąsi ir vystymąsi ribas. Dabar pagrindinis klausimas yra tai, kaip jos taip greitai susiformavo taip anksti visatoje ir kokie paslaptingi mechanizmai neleidžia joms staiga susidaryti žvaigždžių, kai likusios galaktikos visata daro“.

Docentė Claudia Lagos iš Vakarų Australijos universiteto Tarptautinio radijo astronomijos tyrimų mazgo centro (Pakartokite) buvo labai svarbus kuriant teorinį tamsiosios medžiagos koncentracijų evoliucijos modeliavimą tyrimui.

„Galaktikos formavimąsi daugiausia lemia tai, kaip koncentruojama tamsioji medžiaga“, – sako ji. „Šių itin masyvių galaktikų buvimas visatoje taip anksti kelia didelių iššūkių mūsų standartiniam kosmologijos modeliui. Taip yra todėl, kad netikime, kad masyvios tamsiosios medžiagos struktūros, kuriose yra šios didžiulės galaktikos, dar nebūtų spėjusios susiformuoti. Daugiau Stebėjimai reikalingi, kad suprastume, kokios dažnos šios galaktikos, ir padėtų mums suprasti, kokios iš tikrųjų yra šių galaktikų masyvios.

Profesorius Glazebrookas tikisi, kad tai bus naujas proveržis mūsų supratimui apie tamsiosios medžiagos fiziką.

„James Webb kosminis teleskopas rado vis daugiau įrodymų apie ankstyvą masyvių galaktikų formavimąsi. Šis rezultatas nustato naują šio reiškinio rekordą. Nors tai labai įspūdinga, tai tik vienas objektas. Tačiau tikimės rasti daug daugiau, ir jei tai padarysime „Tai sugadins mūsų idėjas apie galaktikų formavimąsi.

Nuoroda: Karlas Glazebrookas, Thymia Nanayakkara, Corentin Schreiber, Claudia Lagos, Lalitwadi Kawinwanichakij, Colin Jacobs, Harry Chittenden, Gabriel Brammer, Glenn G. Kaprzak, Ivo Marchesi Labpi, Dani. , Z. Simelis-Marsanas, Paskalis A. Oish, Casey Papovich, Rhea-Sylvia Remus, Kim-VH. Tran, James Esdell ir Angel Chandro-Gomez, 2024 m. vasario 14 d. gamta.
doi: 10.1038/s41586-024-07191-9