Găurile negre ar putea fi în spatele motivului pentru care universul nou-născut părea să posede mai multe galaxii uriașe decât ar putea explica oamenii de știință, arată un nou studiu.
Astronomii au făcut această descoperire cu ajutorul lui NASAlui Telescopul spațial James Webb (JWST), cel mai mare și mai puternic observator din afara Pământului până în prezent. Lansat în decembrie 2021, JWST de 10 miliarde de dolari este specializat în detectarea luminii infraroșii, la fel ca ochelarii de vedere termică.
Oamenii de știință folosesc JWST pentru a investiga cosmosul timpuriu. Universul s-a extins foarte mult de când s-a născut acum aproximativ 13,8 miliarde de ani în Big bangși asta înseamnă că lumina din galaxiile timpurii pare înroșită în momentul în care ajunge pe Pământ, la fel cum sună o sirena de ambulanță cu un ton mai mic pentru oameni în timp ce vehiculul pleacă. JWST este conceput pentru a ajuta la captarea luminii din primele galaxii, dintre care o mare parte s-au mutat în intervalul infraroșu.
Când astronomii și-au dat primele imagini ale galaxiilor din universul timpuriu de la JWST, se așteptau la versiuni în miniatură ale galaxiilor moderne. În schimb, au descoperit că unele galaxii crescuseră foarte repede.
Înrudit: Telescopul spațial James Webb chiar „sparge” cosmologia?
Această cercetare anterioară a sugerat că ceva ar putea fi în neregulă cu gândirea oamenilor de știință despre ce este alcătuit universul și cum a evoluat de la Big Bang, cunoscut ca modelul standard al cosmologiei. Una peste alta, galaxiile timpurii păreau să fie mai mari decât se aștepta modelul standard cu „aproximativ un factor de doi”, a declarat coautorul studiului Steve Finkelstein, astrofizician la Universitatea Texas din Austin, pentru Space.com.
Acum, Finkelstein și colegii săi constată că unele dintre aceste galaxii timpurii sunt de fapt mult mai puțin masive decât au apărut prima dată. Au detaliat constatările lor online 26 august în The Astrophysical Journal.
În noul studiu, cercetătorii s-au concentrat pe 261 de galaxii de la aproximativ 700 de milioane până la 1,5 miliarde de ani după Big Bang. Pentru a estima masa galaxiilor, oamenii de știință văd de obicei câtă lumină emite o galaxie și deduc numărul de stele pe care probabil le posedă pentru a genera toată această lumină. Anterior, când era vorba de galaxiile timpurii, cele ale NASA Telescopul spațial Hubble „A fost doar să zăresc cele mai fierbinți și mai masive stele”, a spus Finkelstein. „JWST observă lungimi de undă mai roșii, deci este sensibil la stelele cu masă mai mică, mai reci și poate măsura cu mai multă precizie cantitatea totală de stele din aceste galaxii”.
Oamenii de știință au descoperit asta gauri negre a făcut ca nouă dintre aceste galaxii timpurii să pară mult mai strălucitoare – și, prin urmare, mai mari – decât sunt în realitate. Deși găurile negre își iau numele de la felul în care atracțiile lor gravitaționale sunt atât de puternice încât nici măcar lumina nu poate scăpa, gazul care cade în găurile negre poate străluci puternic din cauza frecării pe care o experimentează atunci când intră cu viteză mare. Această lumină suplimentară poate face să pară că galaxiile dețin mai multe stele decât au de fapt.
Odată ce cercetătorii au luat în calcul aceste galaxii afectate de găuri negre, modelul standard ar putea explica galaxiile timpurii rămase.
„Deci, concluzia este că nu există nicio criză în ceea ce privește modelul standard al cosmologiei”, a spus Finkelstein într-un Comunicat de presă. „De fiecare dată când ai o teorie care a rezistat testului timpului atât de mult timp, trebuie să ai dovezi copleșitoare pentru a o arunca cu adevărat. Și pur și simplu nu este cazul”.
Cu toate acestea, „încă vedem mai multe galaxii decât s-a prevăzut, deși niciuna dintre ele nu este atât de masivă încât să „sparge” universul”, a declarat în comunicatul de presă autorul principal al studiului, Katherine Chworowsky, studentă la Universitatea Texas din Austin. .
Un posibil motiv pentru care JWST vede aproximativ de două ori mai multe galaxii timpurii masive decât se aștepta de la modelul standard este că stelele s-au format mai repede în universul timpuriu decât o fac astăzi. „Poate că în universul timpuriu, galaxiile erau mai bune în a transforma gazul în stele”, a spus Chworowsky în comunicatul de presă.
O stea se naște atunci când un nor de gaz cedează propriei gravitații și se prăbușește. Cu toate acestea, pe măsură ce acest gaz se contractă, se încălzește din cauza frecării, generând presiune spre exterior. În zilele noastre, aceste forțe opuse de obicei încetinesc formarea stelelor. Cu toate acestea, deoarece universul timpuriu era mai dens decât este în prezent, unele cercetări sugerează că a fost greu să expulzi gazul în timpul formării stelelor, lăsând să se întâmple mai repede.
Acum „am dori să înțelegem de ce observăm ceea ce observăm”, a spus Finkelstein. „O modalitate de a face acest lucru este să studiezi modul în care aceste galaxii își construiesc masa stelară”. Astfel de date vor veni în următoarele câteva luni, „pe care ar trebui să le putem folosi pentru a înțelege mai bine cum s-au format aceste galaxii masive”.
Postat inițial pe Space.com.