Svemirski teleskop Džejms Veb (JWST) otkrio je drevne galaksije i supermasivne crne rupe koje su daleko masivnije i starije nego što su naučnici očekivali.
Ovo otkriće, koje prkosi trenutnim teorijama o formiranju galaksija i crnih rupa, ukazuje na brzi i nekonvencionalni oblik ranog formiranja galaksija, piše SciTech Daily.
Nedavno otkriće Nasinog teleskopa potvrđuje da su svijetleći, veoma crveni objekti u ranom svemiru donekle poljuljali uspostavljene ideje o porijeklu i evoluciji galaksija i njihovih supermasivnih crnih rupa. Među vodećim istraživačima je tim sa Pen Stejt univerziteta koji je, koristeći NIRSpec instrument na JWST-u u sklopu RUBIES istraživanja, identifikovao tri zagonetna objekta koja datiraju 600-800 miliona godina nakon Velikog praska, kada je svemir bio samo 5% svoje trenutne starosti.
Naučnici su analizirali spektre, odnosno intenzitet različitih talasnih dužina svjetlosti emitovane iz ovih objekata. Analiza je otkrila potpise “starih” zvijezda, stotinama miliona godina starijih nego što se očekivalo u mladom svemiru.
"Potvrdili smo da ovi objekti sadrže stare zvijezde, stotine miliona godina stare, u svemiru koji je star samo 600-800 miliona godina. To je zaista neočekivano", rekla je Bingđi Vang, postdoktorski stipendista na Pen Stejt i vodeći autor rada objavljenog u časopisu Astrophysical Journal Letters.
Istraživači su takođe bili iznenađeni otkrivanjem potpisa ogromnih supermasivnih crnih rupa u istim objektima, procjenjujući da su od 100 do 1000 puta masivnije od supermasivne crne rupe u našem Mliječnom putu.
"Ni jedno ni drugo nije očekivano u trenutnim modelima rasta galaksija i formiranja supermasivnih crnih rupa, koji predviđaju da galaksije i njihove crne rupe rastu zajedno tokom milijardi godina kosmičke istorije", rekao je Džoel Leja, vanredni profesor astronomije i astrofizike na Pen Stejt i koautor rada.
Istraživači su prvi put primijetili masivne objekte u julu 2022. godine, kada su objavljeni početni podaci sa JWST-a. Tim je nekoliko mjeseci kasnije objavio rad u časopisu Nature u kojem su najavili postojanje ovih objekata.
U to vrijeme, istraživači su sumnjali da su objekti galaksije, ali su nastavili analizu uzimanjem spektra kako bi bolje razumjeli prave udaljenosti objekata, kao i izvore njihove ogromne svjetlosti. Koristeći nove podatke, tim je uspio da nacrta jasniju sliku kako galaksije izgledaju i šta se nalazi unutar njih. "Naučnici su potvrdili da su ovi objekti zaista galaksije blizu početka vremena, već su pronašli dokaze o iznenađujuće velikim supermasivnim crnim rupama i neočekivano staroj populaciji zvijezda.
JWST je opremljen infracrvenim instrumentima koji mogu detektovati svjetlost koju su emitovale najstarije zvijezde i galaksije, što omogućava naučnicima da vide unazad oko 13,5 milijardi godina, blizu početka svemira kakvog poznajemo. Jedan od izazova analize drevne svjetlosti je razlikovanje između tipova objekata koji su mogli emitovati tu svjetlost. U slučaju ovih ranih objekata, oni imaju jasne karakteristike i supermasivnih crnih rupa i starih zvijezda. Međutim, Vang je objasnila da još nije jasno koliko svjetlosti dolazi od svake, što znači da bi ovo mogle biti rane galaksije koje su neočekivano stare i masivne, ili galaksije sa "prekomerno masivnim" crnim rupama.
Osim njihove neobjašnjive mase i starosti, ako dio svjetlosti zaista dolazi od supermasivnih crnih rupa, onda to nisu normalne supermasivne crne rupe. One proizvode mnogo više ultraljubičastih fotona nego što se očekuje, a slični objekti proučavani drugim instrumentima nemaju karakteristične signale supermasivnih crnih rupa, kao što su vreli prah i svijetla X-zračenja. Ali možda najviše iznenađuje njihova ogromna masa.
"Obično su supermasivne crne rupe u paru sa galaksijama. Odrastaju zajedno i prolaze kroz sve svoje važne životne faze zajedno. Ali ovde imamo potpuno formiranu odraslu crnu rupu koja živi unutar onoga što bi trebalo biti beba galaksija. To zaista nema smisla", navodi Leja.
Istraživači su takođe bili zapanjeni nevjerovatno malim dimenzijama ovih sistema, samo nekoliko stotina svjetlosnih godina u prečniku, što je približno 1000 puta manje od naše galaksije. Zvijezde su približno jednako brojne kao u našoj Mliječnoj stazi – negde između 10 milijardi i 1 biliona zvijezda – ali su smještene u 1000 puta manju zapreminu. Leja je objasnio da bi, ako biste komprimovali Mliječnu stazu na veličinu galaksija koje su pronašli, najbliža zvijezda gotovo bila u našem solarnom sistemu.
Naučnici planiraju dalja posmatranja i dublje spektralne analize kako bi razjasnili prirodu ovih objekata i odgovorili na neka od ključnih pitanja o ranom svemiru.
Otkriće ovih drevnih galaksija i supermasivnih crnih rupa pomoću Džejmsa Veba predstavlja značajan izazov za trenutne teorije o formiranju i evoluciji galaksija. Raniji modeli predviđaju da se galaksije i njihove supermasivne crne rupe razvijaju zajedno tokom milijardi godina, ali ovi nalazi ukazuju na daleko brži i kompleksniji proces formiranja u ranom svemiru.
Naučnici se nadaju da će buduća posmatranja i dublje spektralne analize pomoći da se razjasne ove misteriozne karakteristike i pružiti dublje razumijevanje ranih faza kosmičke evolucije. Kako JWST nastavlja da pruža nove uvide u rani svemir, prenosi Telegraf.
Pratite nas na našoj Facebook i Instagram stranici, kao i na X nalogu.