אסטרופיזיקאים ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א מציגים את התוצאות הראשונות של הניתוח המדעי שלהם
תוצאות המחקר, שהיוהוכח במפגש השנתי של האגודה האמריקנית לאסטרונומיה בסיאטל הראה שהגלקסיות הצעירות הרחוקות של היקום המוקדם דומות בתכונותיהן לגלקסיות האפונה הירוקה הנדירות אך הידועות יותר שנמצאות בחלק הנחקר של היקום.
גלקסיות של היקום המוקדם בתמונת Webb. תמונה: NASA, ESA, CSA ו-STScI
מהן גלקסיות אפונה ירוקה?
גלקסיות אפונה או גלקסיות אפונה ירוקה -זהו אחד מסוגי הגלקסיות הקומפקטיות עם היווצרות כוכבים פעילה מאוד. הם התגלו לראשונה בשנת 2009 על ידי אסטרונומים מתנדבים תוך כדי חקירת תוצאות סקר Sloan Digital Sky Sky. זהו מחקר אסטרונומי רחב היקף של ההיסט לאדום של כוכבים וגלקסיות, שבוצע באמצעות טלסקופ זווית רחבה של 2.5 מטר של מצפה הכוכבים אפאצ'י פוינט.
תוצאות התצפיות נותחו ומסווג על ידי אסטרונומים מתנדבים שהשתתפו בפרויקט גן החיות של גלקסי. החוקרים מצאו בתמונות גלקסיות קטנות רבות שנראו כמו נקודות ירוקות זוהרות המזכירות אפונה. גלקסיות כאלה ממוקמות קרוב יחסית לשביל החלב: במרחק של כמה מאות מיליוני שנות אור בלבד (אין השוואה ל-12-13 מיליארד שנות אור עבור גלקסיות של היקום המוקדם).
גלקסיות אפונה ירוקה. תמונה: ריצ'רד נואל, CC BY-SA 3.0 באמצעות ויקימדיה קומונס
הצבעים של גלקסיות אפונה הם יוצאי דופן בגללחלק ניכר מהקרינה בהם מגיע מענני גז זוהרים. ענני גז מייצרים אור באורך גל מסוים, בניגוד לכוכבים, הנפלטים בחלקים שונים של הספקטרום. בנוסף, גלקסיות אפונה הן מאוד קומפקטיות, בממוצע גודלן הוא כ-5,000 שנות אור או 5% מגודלו של שביל החלב.
מה חקר "ג'יימס ווב"?
שלוש גלקסיות של היקום המוקדם בתמונת שמיים עמוקים סביב צביר הגלקסיות המאסיבי SMACS 0723. תמונה: נאס"א, ESA, CSA ו-STScI
בעבודתם ניתחו החוקרים את הנתוניםנאסף תוך כדי חקר אזור השמיים העמוקים סביב צביר הגלקסיות העצום SMACS 0723. תוצאות מוקדמות ממחקר זה הפיקו את התמונה המפורסמת והראשונה ביותר שפורסמה רשמית על ידי צוות טלסקופ החלל ג'יימס ווב בקיץ 2022.
המסה של הצביר הופכת אותו לעדשת כבידה,אשר גם מגדיל וגם מעוות את המראה של גלקסיות רקע. בנוסף ליצירת תמונות צבעוניות, ג'יימס ווב השתמש בספקטרוגרף אינפרא אדום קרוב (NIRSpec) כדי לנתח את הספקטרום של גלקסיות נבחרות באזור המחקר.
מה ראו האסטרופיזיקאים?
בין הגלקסיות האפלוליות ביותר שמעבר לצביר היונמצאו שלושה עצמים אינפרא אדום קומפקטיים שנראים כמו אפונה ירוקה. במקביל, הרחוקה שבהן הוגדלה על ידי עדשת הכבידה SMACS 0723 בכפי 10, מה שאפשר לבחון את תכונותיה לפרטי פרטים. במקביל, האור ממנו נדד יותר מ-13 מיליארד שנות אור לכדור הארץ, והגלקסיה התקיימה כשהיקום היה בערך 5% מגילו הנוכחי.
ניתוח ספקטרום הפליטה מגלקסיות אלו,מתוקן להסטה לאדום, הראה שפסגות הפליטה באורכי גל שונים מגלקסיות קומפקטיות אלו של היקום המוקדם ומגלקסיות אפונה ירוקה חופפות. קווי הפליטה מראים קרינה האופיינית למימן, חמצן וניאון.
קווים ספקטרליים משתי גלקסיות אפונה ירוקה (למעלה) ושלוש גלקסיות חדשות של היקום המוקדם (למטה). תמונה: מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א/Rhoads et al. 2023
למה זה חשוב?
שתי הגלקסיות שנחקרו על ידי ווב מכילותחמצן בכ-20% משביל החלב. זה קרוב מאוד לגלקסיות האפונה הירוקה הידועות. הגלקסיה השלישית חריגה אף יותר: היא מכילה כ-2% חמצן ביחס לשביל החלב ועשויה להיות הגלקסיה הפרימיטיבית הכי כימית הידועה.
אנו רואים את החפצים האלה כפי שהם.היה קיים עד לפני 13.1 מיליארד שנים, כשהיקום היה מבוגר בכ-5% מגילו הנוכחי. ואנחנו רואים שמדובר בגלקסיות צעירות בכל מובן - מלאות בכוכבים צעירים ובגז זוהר שמכיל מעט מוצרים כימיים ממוחזרים מכוכבים קדומים יותר.
Sangita Malhotra, אסטרופיזיקאי של מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א ושותף למחקר
שמאלה:J122051+491255 היא גלקסיית אפונה ירוקה הממוקמת במרחק של כ-170 מיליון שנות אור מכדור הארץ. מימין: אחת הגלקסיות החדשות 04590, שהאור ממנה נע 13.1 מיליארד שנות אור לכדור הארץ. תמונה: SDSS ו-NASA, ESA, CSA ו-STScI
גילוי של קווי דמיון בין הגלקסיות הראשונות ומערכות אפונה ירוקה פותחת הזדמנויות ייחודיות למחקר טוב יותר של התפתחות היקום. הקרבה של הגלקסיות הקומפקטיות הללו לשביל החלב מאפשרת להשתמש במגוון רחב של מכשירים ותצפיות כדי לחקור את התהליכים שנראים כאילו הובילו להיווצרות כל המגוון של היקום המודרני.
קרא עוד:
התמונות היפות ביותר של "ווב" לשנת 2022: ראה מה עשה הטלסקופ בשווי 10 מיליארד דולר
השמש פתחה את השנה עם הבזק מהמעמד העוצמתי ביותר
סוד העמידות של הבטון הרומי מתגלה: ניתן לשחזרו