De la lansarea sa în ziua de Crăciun, 2021, Telescopul spațial James Webb și-a dovedit valoarea an de an. 2024 nu face excepție. Iată doar de cinci ori telescopul ultraputernic ne-a remodelat înțelegerea universului.
Galaxii mari
The Telescopul James Webb a fost conceput, parțial, să vâneze primele galaxii ale universului. Acele galaxii sunt atât de îndepărtate de noi încât expansiunea cosmosului și-a mutat lumina în partea mai roșie, sau în infraroșu, a spectrului electromagnetic.
Astronomii au folosit observatorul pentru a găsi acele galaxii antice, iar ceea ce au găsit, în repetate rânduri, au fost galaxii care erau mai mari și mai strălucitoare decât ne așteptam să fie. Ceea ce este în joc aici este înțelegerea noastră despre formarea galaxiilor. Universul timpuriu pare a fi un loc mult mai activ decât am crezut.
Galaxiile apar și cresc foarte repede, în doar câteva sute de milioane de ani. Cosmologii nu înțeleg cum ar putea evolua atât de rapid procesele care cresc galaxiile, iar astronomii speră că viitoarele observații ale telescopului James Webb vor dezvălui indicii necesare pentru a rezolva această ghicitoare.
Găuri negre mari
JWST a observat niște găuri negre gigantice anul acesta. În mai, astronomii a fost martor la două fiare masivefiecare cântărind de aproximativ 50 de milioane de ori masa Soarelui, la mijlocul coliziunii când cosmosul avea aproximativ 740 de milioane de ani.
Găurile negre mari din universul timpuriu sunt chiar mai greu de explicat decât galaxiile mari. Asta pentru că singurul mod cunoscut în care se formează găurile negre este prin moartea stelelor masive, care lasă în urmă găuri negre care cântăresc de câteva ori masa soarelui. De acolo, acele semințe minuscule trebuie să consume materialul înconjurător într-un ritm uluitor și să se îmbine destul de frecvent, pentru a ajunge la un statut supermasiv la o vârstă cosmologică atât de timpurie.
Astronomii nu știu ce procese astrofizice pot explica modul în care aceste găuri negre au devenit atât de mari atât de devreme – dar JWST ar putea ajuta, de asemenea, să răspundă la această întrebare.
Tensiunea Hubble
În ultimul deceniu, cosmologii au pierdut somnul din cauza unei probleme cunoscute sub numele de tensiunea Hubble. Diferite metode de estimare a prezentului rata de expansiune a universuluicunoscut sub numele de rata Hubble sau constanta Hubble, returnează numere ușor diferite.
Principala diferență este că măsurătorile luate din universul timpuriu sunt puțin mai mari decât măsurătorile luate din universul mai târziu. Astronomii au prezentat sute de propuneri pentru a rezolva tensiunea, de la erori banale de măsurare până la rescrierea înțelegerii noastre despre energia întunecată.
În acest moment, nu există o explicație general acceptată pentru tensiune. Și anul acesta, telescopul James Webb nu a ajutat după ce a confirmat că da, Virginia, tensiunea Hubble este foarte reală. Deci… mulțumesc?
Carbon neutru
Viața așa cum o știm necesită cel puțin cinci ingrediente cheie: hidrogen, oxigen, carbon, azot și fosfor. Luați unul și procesele biochimice de bază care fac viața posibilă ar înceta. Hidrogenul a fost forjat în primele minute ale Big Bang-ului. Restul poate fi făcut doar în inimile stelelor. Aceste ingrediente își fac drum în spațiul interstelar – unde pot participa la formarea de noi stele și noi sisteme solare – odată ce acele stele mor.
O planetă precum Pământul, suficient de bogată în aceste elemente pentru a face posibilă viața, este produsul mai multor generații de vieți și decese stelare, care se întind pe miliarde de ani. Așa că a fost o surpriză când astronomii au folosit telescopul James Webb pentru a găsi un nor de carbon care s-a format la doar 350 de milioane de ani după Big Bang.
Acest lucru împinge ceasul înapoi când viața ar fi putut să apară pentru prima dată în cosmos. Dacă într-un nor era prezentă o cantitate mare de carbon, atunci probabil că și celelalte ingrediente cheie plutesc în jur. Și toate acele elemente ar fi putut modela o planetă înainte ca universul să fie vechi de o jumătate de miliard de ani. Nu știm încă dacă viața exista atunci, dar această descoperire este un indiciu major că era posibil.
Prima generație
Telescopul James Webb este un instrument al primelor: primele galaxii, primele găuri negre, primele blocuri de construcție ale vieții. Dar adevăratul Sfânt Graal cosmic este găsirea primelor stele. În nomenclatura particulară a astronomiei, prima generație de stele este cunoscută sub numele de stele din populația III. Nu există stele cunoscute din populația III în universul actual, iar astronomii bănuiesc că nicio stea din acea generație nu a trăit mult timp.
Aceste stele ar fi mult diferite de populațiile moderne, care au nevoie de elemente mai grele pentru a-și modera reacțiile de fuziune. Dar prima generație a avut doar hidrogen și heliu primordial cu care să lucreze. Acele stele s-au format chiar înainte de primele galaxii și au introdus zorii cosmici – prima lumină a stelelor a cosmosului.
Găsirea primelor stele ar fi monumentală și, în acest an, astronomii ar putea să fi făcut-o. Cercetătorii au descoperit indicii subtile ale stelelor din populația III în lumina combinată din galaxia GN-z11o galaxie care trăiește la doar 430 de milioane de ani după Big Bang. Chiar dacă această galaxie a existat mult după apariția primelor stele, ea poate păstra o populație rămășiță a acelor străluciri străvechi. Descoperirea este încă provizorie, dar dacă va rezista, ar putea rămâne în istorie drept cea mai importantă descoperire a telescopului James Webb.
Comentarii recente