The Telescopul spațial James Webb (JWST) a descoperit care ar putea fi cele mai vechi clustere de stele din univers.
JWST a observat cele cinci clustere proto-globulare – roiuri de milioane de stele legate între ele prin gravitație – în interiorul arcului Gemelor Cosmice, o galaxie care s-a format la doar 460 de milioane de ani după Big bang.
Arcul Gemelor Cosmice își ia numele de la aspectul său: Când este văzut de la noi sistem solargalaxia plină de stele arată ca o semilună subțire ca un păr datorită influenței gravitaționale puternice a unei galaxii din prim-plan, care mărește și distorsionează aspectul galaxiei îndepărtate.
Galaxia este cea mai mare regiune văzută în primii 500 de milioane de ani ai universului nostru, oferind astronomilor o fereastră fără precedent asupra modului în care agitațiile primelor stele au sculptat galaxiile în timpul zorilor cosmice.
Zorii cosmici sunt timpul care cuprinde primul miliard de ani ai universului. La aproximativ 400 de milioane de ani după Big Bang, a început Epoca Reionizării, în care lumina stelelor în curs de dezvoltare și-a îndepărtat hidrogenul de electroni, ducând la o remodelarea fundamentală a structurilor galaxiilor.
„Universul timpuriu nu este deloc așa cum ne așteptam”, primul autor al studiului Angela Adamo, un astronom la Universitatea din Stockholm, a declarat pentru Live Science. „Galaxiile sunt mai luminoase, formează stele cu o viteză fulgerătoare și fac acest lucru în grupuri de stele masive și dense. Construim o nouă înțelegere a modului în care s-au format galaxiile timpurii”.
Cercetătorii și-au publicat concluziile pe 24 iunie în jurnal Natură.
Legate de: Telescopul James Webb confirmă că este ceva grav greșit în înțelegerea noastră despre univers
Luminile aprinse la coborâre cosmică
Pe măsură ce stelele se formează, ei aruncă material sub formă de vânt și jeturi de plasmă ionizată – un proces cunoscut sub numele de feedback stelar.
„Pentru a forma aceste grupuri de 5 stele, această mică galaxie a trebuit să facă acest lucru cu o eficiență foarte ridicată”, a spus Adamo. „Feedback-ul stelar de la stele din grupurile de stele trebuie să fi fost extraordinar.”
Oamenii de știință au descoperit arcul Cosmic Gems în 2018 folosind Telescopul spațial Hubble. De obicei, galaxiile dintr-un timp atât de timpuriu emit lumină care este mult prea slabă pentru a fi detectată de telescoape. Dar un fenomen numit lentilă gravitațională îi poate ajuta pe astronomi să le vadă.
După cum a subliniat Einstein în a lui teoria relativității generale, gravitația este curbarea și distorsiunea spațiului-timp în prezența materiei și a energiei. Acest spațiu curbat, la rândul său, stabilește regulile pentru modul în care energia și materia se mișcă.
Aceasta înseamnă că, deși lumina călătorește în linie dreaptă, lumina poate fi îndoită și mărită de prezența gravitației. În acest caz, galaxia SPT-CL J0615-5746 se află între arcul Gemelor Cosmice și sistemul nostru solar, curbând și mărind lumina galaxiei timpurii, astfel încât să poată fi văzută cu telescoape.
Arătând JWST către această regiune a spațiului curbat, astronomii au observat arcul Gemelor Cosmice în detaliu fără precedent, rezolvând cele cinci clustere globulare cuibărite în interior. Ei au descoperit că clusterele erau incredibil de dense, fiind cu aproximativ trei ordine de mărime mai dense decât regiunile de formare a stelelor observate mai aproape de Pământ.
Grupurile sunt printre primele care au fost observate vreodată. Dar încă nu este clar dacă sunt primii care au existat, a spus Adamo.
„În principiu, m-aș aștepta ca formarea stelelor să aibă loc într-un mod grupat chiar și în galaxii destul de primordiale”, a adăugat ea. „Dar pentru a forma [massive] proto clustere globulare, galaxia gazdă trebuie să fie capabilă să creeze și să rețină suficientă masă în gaz. Deci totul depinde de cât de repede pot crește galaxiile primordiale.”
Pentru a afla mai multe despre primul jar al cosmosului din regiune, cercetătorii vor continua cu o analiză spectroscopică folosind JWST. Acest lucru va permite astronomilor să reconstruiască proprietățile fizice ale clusterelor, să le constrângă și mai mult vârsta și să urmărească impactul pe care l-au avut stelele clusterelor asupra galaxiei lor mai largi.