JWST odhalil rané galaxie, které jsou až čtyřikrát hmotnější, než se myslelo

Nejhmotnější galaxie v raném vesmíru obsahují mnohem více malých a slabě zářících hvězd, než astronomové předpokládali, což znamená, že jsou až čtyřikrát hmotnější, než naznačovaly předchozí odhady. Zjištění, které bylo v pondělí publikováno v časopise Nature Astronomy, prohlubuje již tak složitou hádanku o tom, jak mohly galaxie po velkém třesku tak rychle narůst do takových rozměrů.phys+1

Skryté hvězdy za kosmickými mrakodrapy

Mezinárodní tým pod vedením vědců z Leidenské univerzity využil ultrahluboká spektra z přístroje NIRSpec na palubě vesmírného dalekohledu Jamese Webba v kombinaci s pozemními daty z přehlídky LEGA-C na dalekohledu Very Large Telescope ke studiu devíti hmotných, klidných galaxií s rudým posuvem kolem 0,7. Týmu se poprvé podařilo na takovou vzdálenost spolehlivě změřit podíl hvězd s nízkou hmotností vůči jejich jasnějším a hmotnějším protějškům.arxiv+1

Výsledky ukazují, že tyto galaxie obsahují mnohem větší podíl hvězd s nízkou hmotností než méně hmotné galaxie, jako je naše Mléčná dráha. Tento jev se označuje jako "počáteční funkce hmotnosti s převahou malých hvězd". Počáteční funkce hmotnosti (IMF) je statistický nástroj, který astronomové používají k odvození celkové hvězdné populace galaxie z jejího kolektivního světla, kterému dominují ty nejjasnější hvězdy.universetoday+1

"Pokud by galaxie byla městem, nejjasnější hvězdy by byly mrakodrapy, které vás na první pohled zaujmou z dálky," uvedla hlavní autorka Chloe Cheng, která nedávno získala doktorát na Leidenské univerzitě. "Naše modely ukazují, že za těmito vzácnými a jasnými hvězdami se skrývá mnohem početnější populace hvězd s nízkou hmotností, podobně jako domy skryté mezi mrakodrapy."phys

Problém čtyřnásobku

Důsledky jsou pro galaxie objevené dalekohledem JWST, které jsou již tak "nemožně rané", značné. U dvou nejstarších galaxií ve vzorku, které jsou přímými potomky těchto záhadných objektů, zvyšuje počáteční funkce hmotnosti s převahou malých hvězd odhadovanou hvězdnou hmotnost trojnásobně až čtyřnásobně. Jedna galaxie, která pravděpodobně vznikla méně než 1,5 miliardy let po velkém třesku, může být čtyřikrát hmotnější, než se dříve myslelo.universiteitleiden+1

Od vypuštění JWST se astronomové potýkají s objevem překvapivě hmotných a vyvinutých galaxií existujících zhruba 500 milionů let po velkém třesku, tedy objektů, které standardní modely formování galaxií nedokázaly vysvětlit. Tato nová měření dané napětí pouze umocňují.nature+1

Širší důsledky

Výzkum má důsledky přesahující rámec evoluce galaxií. "V hvězdách s nízkou hmotností je skryto mnohem více hmoty, než jsme si dříve mysleli," řekla Mariska Kriek z Leidenské univerzity, která studii vedla. "Vzhledem k tomu, že mnoho planet obíhá kolem hvězd s nízkou hmotností, mohlo by to dokonce naznačovat, že v raném vesmíru vzniklo více planet, než jsme dosud předpokládali."phys+1

Tým plánuje v nadcházejících letech aplikovat své metody na ještě ranější galaxie a zkoumat tak období, kdy vznikaly první generace hvězd.