Το τηλεσκόπιο Webb εντόπισε τον πιο πρωτόγονο γαλαξία που έχει βρεθεί ποτέ

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb για να χαρακτηρίσει τον πιο χημικά πρωτόγονο γαλαξία σχηματισμού άστρων που έχει παρατηρηθεί ποτέ — ένα εξαιρετικά αμυδρό στίγμα φωτός από πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, του οποίου η περιεκτικότητα σε οξυγόνο είναι μόλις το 1/240 εκείνης του Ήλιου.

Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Nature στις 13 Μαΐου, περιγράφουν λεπτομερώς πώς η ομάδα πέτυχε έναν οριστικό χαρακτηρισμό του γαλαξία γνωστού ως LAP1-B, ο οποίος βρίσκεται σε μετατόπιση προς το ερυθρό (redshift) 6,625, τοποθετώντας τον περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, κατά την εποχή του επανιονισμού. Η ανακάλυψη παρέχει αυτό που οι επιστήμονες περιγράφουν ως έναν άμεσο προγονικό σύνδεσμο με τους μυστηριώδεις «γαλαξίες-απολιθώματα» που βρίσκονται σήμερα σε τροχιά γύρω από τον Γαλαξία μας.icrr.u-tokyo+1

Ένας φυσικός μεγεθυντικός φακός

Ο LAP1-B είναι τόσο αμυδρός που είναι αόρατος στις τυπικές εικόνες καμερών, ακόμη και σε αυτές που έχουν ληφθεί από το JWST. Για να τον μελετήσει, η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Kimihiko Nakajima του Πανεπιστημίου Kanazawa βασίστηκε στη βαρυτική εστίαση — την κάμψη του φωτός από ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών στο προσκήνιο που ονομάζεται MACS J0416, το οποίο μεγέθυνε το φως του LAP1-B περίπου 100 φορές. Στη συνέχεια, η ομάδα έστρεψε τον φασματογράφο εγγύς υπερύθρου του JWST στον γαλαξία για περισσότερες από 30 ώρες, καταγράφοντας αμυδρές γραμμές εκπομπής από αέρια υδρογόνου και οξυγόνου.kanazawa-u+1

«Ενθουσιάστηκα αμέσως από την ακραία έλλειψη οξυγόνου που αποκαλύφθηκε στα δεδομένα», δήλωσε ο Nakajima σε δήλωση που δόθηκε στη δημοσιότητα από το Ινστιτούτο Έρευνας Κοσμικών Ακτίνων του Πανεπιστημίου του Τόκιο. «Η εύρεση ενός γαλαξία σε μια τόσο πρωτόγονη κατάσταση είναι εκπληκτική. Είναι μια χημική υπογραφή που υποδηλώνει ξεκάθαρα έναν αρχέγονο γαλαξία που εντοπίστηκε λίγες στιγμές μετά τον σχηματισμό του».icrr.u-tokyo

Τα αποτυπώματα των πρώτων άστρων

Πέρα από την αφθονία οξυγόνου σε επίπεδα ρεκόρ, ο LAP1-B εμφάνισε υψηλή αναλογία άνθρακα προς οξυγόνο, η οποία ευθυγραμμίζεται με τις θεωρητικές προβλέψεις για το υλικό που διασκορπίστηκε από τις εκρήξεις των άστρων πρώτης γενιάς του σύμπαντος. Η αστρική μάζα του γαλαξία περιορίζεται κάτω από 3.300 φορές τη μάζα του Ήλιου, πράγμα που σημαίνει ότι η σκοτεινή ύλη κυριαρχεί συντριπτικά στη σύνθεσή του.arxiv+2

Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν τον LAP1-B σχεδόν τέλειο ταίρι για τους εξαιρετικά αμυδρούς νάνους γαλαξίες που βρίσκονται στη γειτονιά του Γαλαξία μας — αρχαίες, αμυδρές συλλογές παλαιών άστρων που περιγράφονται εδώ και καιρό ως «απολιθώματα του σύμπαντος».icrr.u-tokyo

«Οι αστρονόμοι υποψιάζονταν ότι μπορεί να είναι τα απομεινάρια των πρώτων γαλαξιών του σύμπαντος επειδή στερούνται βαρέων στοιχείων, αλλά δεν είχαν ποτέ άμεσο σύνδεσμο — μέχρι που βρήκαμε τον LAP1-B», δήλωσε ο καθηγητής Masami Ouchi από το Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας και το Πανεπιστήμιο του Τόκιο.icrr.u-tokyo

Ένα νέο παράθυρο στις κοσμικές απαρχές

Η ανακάλυψη ανοίγει τον δρόμο για τη χαρτογράφηση του τρόπου με τον οποίο σφυρηλατήθηκαν τα πρώτα στοιχεία και πώς διαμορφώθηκαν οι παλαιότερες δομές του σύμπαντος. Η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει το JWST για να αναζητήσει ακόμη πιο πρωτόγονα αντικείμενα με την ελπίδα να εντοπίσει τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν ποτέ.kanazawa-u+1

«Ελπίζουμε ότι αυτή η ανακάλυψη αποτελεί ένα ιστορικό βήμα στην κατανόηση του πώς γεννήθηκαν για πρώτη φορά τα στοιχεία που αποτελούν το σώμα μας και πώς συσσωρεύτηκαν σε όλο το Σύμπαν», δήλωσε ο Nakajima.icrr.u-tokyo