Astrofizycy z należącego do NASA Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda przedstawiają pierwsze wyniki swoich analiz naukowych
Wyniki badania, które byłyzademonstrowane na dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Seattle pokazały, że odległe młode galaktyki wczesnego Wszechświata są podobne w swoich właściwościach do rzadkich, ale lepiej poznanych galaktyk typu „zielony groszek” znajdujących się w badanej części Wszechświata.
Galaktyki wczesnego Wszechświata na zdjęciu Webba. Zdjęcie: NASA, ESA, CSA i STScI
Czym są galaktyki groszku zielonego?
Galaktyki groszku lub galaktyki zielonego groszku -jest to jeden z typów zwartych galaktyk z bardzo aktywnym formowaniem się gwiazd. Po raz pierwszy zostały odkryte w 2009 roku przez astronomów-wolontariuszy podczas badania wyników Sloan Digital Sky Survey. Jest to wielkoskalowe badanie astronomiczne przesunięcia ku czerwieni gwiazd i galaktyk, przeprowadzone przy użyciu 2,5-metrowego szerokokątnego teleskopu Apache Point Observatory.
Wyniki obserwacji zostały przeanalizowane isklasyfikowane przez astronomów-wolontariuszy, którzy brali udział w projekcie Galaxy Zoo. Naukowcy znaleźli na zdjęciach wiele małych galaktyk, które wyglądały jak świecące zielone kropki przypominające groszek. Takie galaktyki znajdują się stosunkowo blisko Drogi Mlecznej: w odległości zaledwie kilkuset milionów lat świetlnych (nieporównywalna z 12-13 miliardami lat świetlnych dla galaktyk wczesnego Wszechświata).
Galaktyki zielonego groszku. Zdjęcie: Richard Nowell, CC BY-SA 3.0 za pośrednictwem Wikimedia Commons
Kolory galaktyk grochu są niezwykłe, ponieważznaczna część promieniowania w nich pochodzi ze świecących obłoków gazowych. Chmury gazowe wytwarzają światło o określonej długości fali, w przeciwieństwie do gwiazd, które emitują w różnych częściach widma. Ponadto galaktyki grochowe są bardzo zwarte, średnio ich rozmiar wynosi około 5 tysięcy lat świetlnych lub 5% wielkości Drogi Mlecznej.
Co badał „James Webb”?
Trzy galaktyki wczesnego Wszechświata na zdjęciu głębokiego nieba wokół masywnej gromady galaktyk SMACS 0723. Zdjęcie: NASA, ESA, CSA i STScI
W swojej pracy naukowcy przeanalizowali danezebrane podczas eksploracji obszaru głębokiego nieba wokół masywnej gromady galaktyk SMACS 0723. Wczesne wyniki tych badań dały najsłynniejsze i pierwsze zdjęcie oficjalnie opublikowane przez zespół Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba latem 2022 roku.
Masa gromady sprawia, że jest to soczewka grawitacyjna,co zarówno powiększa, jak i zniekształca wygląd galaktyk tła. Oprócz tworzenia kolorowych obrazów, James Webb wykorzystał spektrograf bliskiej podczerwieni (NIRSpec) do analizy widm wybranych galaktyk w badanym obszarze.
Co zobaczyli astrofizycy?
Wśród najciemniejszych galaktyk poza gromadą byłyznaleziono trzy zwarte obiekty w podczerwieni, które wyglądają jak zielony groszek. Jednocześnie najdalszy z nich został powiększony przez soczewkę grawitacyjną SMACS 0723 około 10-krotnie, co umożliwiło szczegółowe zbadanie jego cech. W tym samym czasie światło z niej przebyło ponad 13 miliardów lat świetlnych do Ziemi, a galaktyka istniała, gdy Wszechświat miał około 5% swojego obecnego wieku.
Analiza widm emisyjnych z tych galaktyk,skorygowane o przesunięcie ku czerwieni, wykazało, że szczyty emisji przy różnych długościach fal z tych zwartych galaktyk wczesnego Wszechświata i z galaktyk typu groszek pokrywają się. Linie emisyjne pokazują promieniowanie charakterystyczne dla wodoru, tlenu i neonu.
Widmowe linie dwóch galaktyk groszku zielonego (na górze) i trzech nowych galaktyk wczesnego Wszechświata (na dole). Zdjęcie: Centrum Lotów Kosmicznych Goddard NASA/Rhoads et al. 2023
Dlaczego to ważne?
Dwie galaktyki badane przez Webba zawierajątlen w około 20% Drogi Mlecznej. Jest to bardzo zbliżone do znanych galaktyk zielonego groszku. Trzecia galaktyka jest jeszcze bardziej niezwykła: zawiera około 2% tlenu w stosunku do Drogi Mlecznej i może być najbardziej prymitywną chemicznie znaną galaktyką.
Widzimy te obiekty takimi, jakie są.istniał aż do 13,1 miliarda lat temu, kiedy Wszechświat był o około 5% starszy niż jego obecny wiek. I widzimy, że są to galaktyki młode pod każdym względem - pełne młodych gwiazd i jasnego gazu, który zawiera niewiele produktów chemicznych pochodzących z recyklingu wcześniejszych gwiazd.
Sangita Malhotra, astrofizyk NASA Goddard Space Flight Center i współautorka badań
Lewy:J122051+491255 to galaktyka zielonego groszku znajdująca się około 170 milionów lat świetlnych od Ziemi. Po prawej: jedna z nowych galaktyk 04590, której światło przebyło 13,1 miliarda lat świetlnych do Ziemi. Zdjęcie: SDSS i NASA, ESA, CSA i STScI
Odkrycie podobieństw między pierwszymi galaktykami asystemy zielonego groszku otwierają wyjątkowe możliwości lepszego badania ewolucji wszechświata. Bliskość tych zwartych galaktyk do Drogi Mlecznej umożliwia wykorzystanie szerokiej gamy instrumentów i obserwacji do badania procesów, które, jak się wydaje, doprowadziły do powstania całej różnorodności współczesnego Wszechświata.
Czytaj więcej:
Najpiękniejsze zdjęcia „Webb” na 2022 rok: zobacz, co zrobił teleskop za 10 miliardów dolarów
Słońce rozpoczęło rok błyskiem najpotężniejszej klasy
Sekret trwałości rzymskiego betonu wychodzi na jaw: można go odnowić