Webb-teleskopet har oppdaget den mest primitive galaksen som noen gang er funnet

Et internasjonalt team av astronomer har brukt James Webb-teleskopet (JWST) til å karakterisere den kjemisk mest primitive stjernedannende galaksen som noen gang er observert – en ultra-svak lysflekk fra 13 milliarder år siden, hvis oksygeninnhold bare er 1/240 av solens.

Funnene, publisert i Nature den 13. mai, beskriver i detalj hvordan teamet oppnådde en definitiv karakterisering av galaksen kjent som LAP1-B, lokalisert ved en rødforskyvning på 6,625, noe som plasserer den omtrent 800 millioner år etter Big Bang under reioniseringsepoken. Oppdagelsen gir det forskere beskriver som en direkte forfedre-kobling til de mystiske «fossilgalaksene» som i dag går i bane rundt Melkeveien.icrr.u-tokyo+1

Et naturlig forstørrelsesglass

LAP1-B er så svak at den er usynlig på standard kamerabilder, selv de tatt av JWST. For å studere den, stolte forskerteamet ledet av førsteamanuensis Kimihiko Nakajima ved Kanazawa University på gravitasjonslinsing – bøyningen av lys av en massiv galaksehoper i forgrunnen kalt MACS J0416, som forstørret lyset fra LAP1-B omtrent 100 ganger. Teamet rettet deretter JWSTs nær-infrarøde spektrograf mot galaksen i mer enn 30 timer, og fanget opp svake emisjonslinjer fra hydrogen- og oksygengass.kanazawa-u+1

«Jeg ble umiddelbart begeistret over den ekstreme mangelen på oksygen som ble avslørt i dataene,» sa Nakajima i en uttalelse utgitt av University of Tokyos Institute for Cosmic Ray Research. «Å finne en galakse i en så primitiv tilstand er forbløffende. Det er en kjemisk signatur som tydelig indikerer en opprinnelig galakse fanget i øyeblikkene rett etter dannelsen.»icrr.u-tokyo

Fingeravtrykk av de første stjernene

Utover sitt rekordlave oksygeninnhold, viste LAP1-B et høyt karbon-til-oksygen-forhold som stemmer overens med teoretiske spådommer for materiale spredt av eksplosjonene til universets første generasjon stjerner. Galaksens stjernemasse er begrenset til under 3 300 ganger solens, noe som betyr at mørk materie overveldende dominerer sammensetningen.arxiv+2

Disse egenskapene gjør LAP1-B til en nesten perfekt match for de ultra-svake dverggalaksene som finnes i Melkeveiens nabolag – eldgamle, svake samlinger av gamle stjerner som lenge har blitt beskrevet som «universets fossiler».icrr.u-tokyo

«Astronomer mistenkte at de kunne være restene av universets tidligste galakser fordi de mangler tunge grunnstoffer, men astronomer hadde aldri hatt en direkte kobling – før vi fant LAP1-B,» sa professor Masami Ouchi ved National Astronomical Observatory of Japan og University of Tokyo.icrr.u-tokyo

Et nytt vindu mot kosmiske opprinnelser

Oppdagelsen åpner en vei for å kartlegge hvordan de første grunnstoffene ble smidd og hvordan universets eldste strukturer tok form. Teamet planlegger å bruke JWST til å lete etter enda mer primitive objekter i håp om å identifisere de aller første galaksene som noen gang ble dannet.kanazawa-u+1

«Vi håper denne oppdagelsen markerer et historisk skritt i å forstå hvordan grunnstoffene som utgjør våre egne kropper, først ble født og akkumulert over hele universet,» sa Nakajima.icrr.u-tokyo