JWST finnur vetrarbrautir sem eru allt að fjórum sinnum massameiri en talið var

Stærstu vetrarbrautirnar í frumheiminum innihalda mun fleiri litlar og daufar stjörnur en stjörnufræðingar höfðu gert ráð fyrir, sem gerir þær allt að fjórum sinnum massameiri en fyrri áætlanir bentu til. Niðurstaðan, sem birtist á mánudaginn í Nature Astronomy, dýpkar ráðgátuna um hvernig vetrarbrautir gátu vaxið svo hratt og orðið svo stórar stuttu eftir Miklahvell.phys+1

Faldar stjörnur á bak við geimskýjakljúfa

Alþjóðlegt teymi undir forystu vísindamanna við Leiden-háskóla notaði ofurdjúpa litrófsgreiningu frá NIRSpec-tæki James Webb-geimsjónaukans, ásamt gögnum frá Very Large Telescope-sjónaukanum úr LEGA-C könnuninni, til að rannsaka níu stórar og kyrrlátar vetrarbrautir í um 0,7 rauðviki. Í fyrsta sinn við svo mikla fjarlægð tókst teyminu að mæla hlutfall stjarna með lítinn massa í samanburði við bjartari og massameiri stjörnur.arxiv+1

Niðurstöðurnar sýna að þessar vetrarbrautir hýsa mun stærra hlutfall lítilla stjarna en minni vetrarbrautir eins og Vetrarbrautin okkar, fyrirbæri sem er lýst sem "botnþungu" upphafsmassafalli (e. initial mass function). Upphafsmassafallið, eða IMF, er tölfræðilegt tæki sem stjörnufræðingar nota til að álykta um heildarfjölda stjarna í vetrarbraut út frá samanlögðu ljósi þeirra, sem einkennist af björtustu stjörnunum.universetoday+1

"Ef vetrarbraut væri borg, þá væru björtustu stjörnurnar skýjakljúfarnir sem grípa augað strax úr fjarlægð," sagði Chloe Cheng, aðalhöfundur greinarinnar sem nýlega lauk doktorsprófi við Leiden-háskóla. "Líkön okkar sýna að mun fjölmennari hópur lítilla stjarna leynist á bak við þessar fáu, björtu stjörnur, líkt og hús sem fela sig á milli skýjakljúfa."phys

Fjórföldunarvandamálið

Afleiðingarnar eru miklar fyrir þær vetrarbrautir sem JWST hefur fundið og þykja "ótrúlega snemma á ferðinni". Fyrir tvær elstu vetrarbrautirnar í úrtakinu, sem eru beinar afkomendur þessara dularfullu fyrirbæra, eykur hið botnþunga IMF áætlaðan massa stjarna um þrefalt til fjórfalt. Ein vetrarbraut, sem líklega myndaðist innan við 1,5 milljörðum ára eftir Miklahvell, gæti verið fjórum sinnum massameiri en áður var talið.universiteitleiden+1

Frá því að JWST var skotið á loft hafa stjörnufræðingar glímt við uppgötvun á óvænt massamiklum og þroskuðum vetrarbrautum sem voru til innan við 500 milljónum ára eftir Miklahvell, fyrirbæri sem hefðbundin líkön um myndun vetrarbrauta áttu erfitt með að útskýra. Þessar nýju mælingar auka enn á þá spennu.nature+1

Víðtækari afleiðingar

Rannsóknin hefur afleiðingar sem ná út fyrir þróun vetrarbrauta. "Mun meiri massi en áður var talið er falinn í litlum stjörnum," sagði Mariska Kriek við Leiden-háskóla, sem stýrði rannsókninni. "Þar sem margar reikistjörnur ganga á braut um litlar stjörnur gæti þetta jafnvel bent til þess að fleiri reikistjörnur hafi myndast í frumheiminum en við höfðum áður gert ráð fyrir."phys+1

Teymið hyggst beita aðferðum sínum á enn eldri vetrarbrautir á næstu árum til að rannsaka tímabilið þegar fyrstu kynslóðir stjarna mynduðust.