Astrofysiker från NASA:s Goddard Space Flight Center presenterar de första resultaten av sin vetenskapliga analys
Resultaten av studien, som vardemonstrerade vid American Astronomical Societys årliga möte i Seattle visade att de avlägsna unga galaxerna i det tidiga universum liknar sina egenskaper de sällsynta men mer kända gröna ärtgalaxerna som finns i den studerade delen av universum.
Galaxer i det tidiga universum i Webb-bilden. Bild: NASA, ESA, CSA och STScI
Vad är gröna ärtgalaxer?
Ärtgalaxer eller gröna ärtgalaxer -detta är en av typerna av kompakta galaxer med mycket aktiv stjärnbildning. De upptäcktes första gången 2009 av frivilliga astronomer medan de undersökte resultaten av Sloan Digital Sky Survey. Detta är en storskalig astronomisk studie av rödförskjutningen av stjärnor och galaxer, utförd med hjälp av det 2,5 meter långa vidvinkelteleskopet från Apache Point Observatory.
Resultaten av observationer analyserades ochklassificeras av frivilliga astronomer som deltog i Galaxy Zoo-projektet. Forskarna hittade på bilderna många små galaxer som såg ut som glödande gröna prickar som liknade ärtor. Sådana galaxer är belägna relativt nära Vintergatan: på ett avstånd av bara några hundra miljoner ljusår (ojämförligt med 12-13 miljarder ljusår för galaxer i det tidiga universum).
Gröna ärtgalaxer. Bild: Richard Nowell, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons
Färgerna på ärtgalaxer är ovanliga pgaen betydande del av strålningen i dem kommer från lysande gasmoln. Gasmoln producerar ljus vid en specifik våglängd, till skillnad från stjärnor, som avger olika delar av spektrumet. Dessutom är ärtgalaxer mycket kompakta, i genomsnitt är deras storlek cirka 5 tusen ljusår eller 5% av Vintergatans storlek.
Vad undersökte "James Webb"?
Tre galaxer från det tidiga universum i en bild med djup himmel runt den massiva galaxhopen SMACS 0723. Bild: NASA, ESA, CSA och STScI
I sitt arbete analyserade forskarna datainsamlade medan man utforskade deep sky-regionen runt den massiva galaxhopen SMACS 0723. Tidiga resultat från denna studie gav den mest kända och första bilden som officiellt publicerades av James Webb Space Telescope-teamet sommaren 2022.
Massan av klustret gör det till en gravitationslins,som både förstorar och förvränger utseendet på bakgrundsgalaxer. Förutom att skapa färgglada bilder använde James Webb Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) för att analysera spektra av utvalda galaxer i studieområdet.
Vad såg astrofysikerna?
Bland de mörkaste galaxerna bortom klustret fannstre kompakta infraröda föremål hittades som ser ut som gröna ärtor. Samtidigt förstorades den mest avlägsna av dem av gravitationslinsen SMACS 0723 med cirka 10 gånger, vilket gjorde det möjligt att undersöka dess egenskaper i detalj. Samtidigt färdades ljuset från den mer än 13 miljarder ljusår till jorden, och galaxen existerade när universum var cirka 5 % av sin nuvarande ålder.
Analys av emissionsspektra från dessa galaxer,korrigerad för rödförskjutning, visade att emissionstopparna vid olika våglängder från dessa kompakta galaxer i det tidiga universum och från grönärtsgalaxer sammanfaller. Emissionslinjerna visar strålning som är karakteristisk för väte, syre och neon.
Spektrallinjer från två gröna ärtgalaxer (överst) och tre nya galaxer i det tidiga universum (nederst). Bild: NASA:s Goddard Space Flight Center/Rhoads et al. 2023
Varför är detta viktigt?
De två galaxerna som Webb utforskade innehållersyre vid cirka 20 % av Vintergatan. Detta är mycket nära de kända grönärtgalaxerna. Den tredje galaxen är ännu mer ovanlig: den innehåller cirka 2 % syre i proportion till Vintergatan och kan vara den mest kemiskt primitiva galaxen som är känd.
Vi ser dessa föremål som de är.existerade fram till 13,1 miljarder år sedan, då universum var cirka 5% äldre än sin nuvarande ålder. Och vi ser att det här är unga galaxer på alla sätt - fulla av unga stjärnor och lysande gas som innehåller lite kemiska produkter som återvunnits från tidigare stjärnor.
Sangita Malhotra, astrofysiker och studiemedförfattare vid NASA Goddard Space Flight Center
Vänster:J122051+491255 är en grön ärtgalax som ligger på ett avstånd av cirka 170 miljoner ljusår från jorden. Till höger: en av de nya galaxerna 04590, varifrån ljuset färdades 13,1 miljarder ljusår till jorden. Bild: SDSS och NASA, ESA, CSA och STScI
Upptäckt av likheter mellan de första galaxerna ochgröna ärtsystem öppnar unika möjligheter för en bättre studie av universums utveckling. Dessa kompakta galaxers närhet till Vintergatan gör det möjligt att använda ett brett utbud av instrument och observationer för att studera de processer som verkar ha lett till bildandet av hela mångfalden av det moderna universum.
Läs mer:
De vackraste bilderna av "Webb" för 2022: se vad teleskopet på 10 miljarder dollar gjorde
Solen öppnade året med en blixt av mäktigaste klass
Hemligheten med hållbarheten hos romersk betong avslöjas: den kan återställas