Z materiałów, które zarejestrował teleskop wynika, że młode galaktyki wydają się zbyt masywne i zbyt dojrzałe, aby mogły powstać tak szybko po Wielkim Wybuchu. To tak, jakby niemowlę stało się dorosłym człowiekiem w ciągu zaledwie kilku lat. Wnioski naukowców po obejrzeniu tych materiałów kłócą się z dotychczas przyjętymi modelami kosmologicznymi.
Jasność galaktyki zazwyczaj oceniana jest przez jej masę. Nowe odkrycia sugerują, że mniej masywne galaktyki mogą świecić równie jasno z powodu nieregularnych, jasnych wybuchów formowania się gwiazd. – Odkrycie tych galaktyk było wielką niespodzianką, ponieważ były one znacznie jaśniejsze niż oczekiwano – powiedział Claude-André Faucher-Giguère z Northwestern University, główny autor badań. – Zazwyczaj galaktyka jest jasna, ponieważ jest duża. Ale ponieważ galaktyki te uformowały się o kosmicznym świcie, nie minęło wystarczająco dużo czasu od Wielkiego Wybuchu, by mogły być tak masywne. Nasze symulacje pokazują jednak, że galaktyki nie mają problemu z uformowaniem tej jasności przed kosmicznym świtem – dodał autor badań, który jest profesorem nadzwyczajnym fizyki i astronomii.
Kosmiczny świt. Co to takiego?
Kosmiczny świt to okres, który trwał od około 100 mln do 1 mld lat po Wielkim Wybuchu. Kosmiczny świt jest naznaczony powstawaniem pierwszych gwiazd i galaktyk we Wszechświecie. Zanim JWST wystartował w kosmos, astronomowie niewiele wiedzieli o tym starożytnym okresie.
– Teleskop przyniósł nam naprawdę dużo wiedzy na temat kosmicznego świtu. Wcześniej nasza wiedza polegała głównie na spekulacjach opartych na danych z bardzo niewielu źródeł. Dzięki ogromnemu wzrostowi mocy obserwacyjnej możemy zobaczyć fizyczne szczegóły dotyczące galaktyk i wykorzystać te solidne dowody obserwacyjne do badania fizyki, aby zrozumieć, co się dzieje – zaznaczył doktor Guochao Sun, który również był zaangażowany w badania.
Wszystko dzięki zaawansowanym symulacjom
W nowym badaniu Sun, Faucher—Giguère i ich zespół wykorzystali zaawansowane symulacje komputerowe do modelowania galaktyk tuż po Wielkim Wybuchu. Symulacje wytworzyły kosmiczne galaktyki, które były tak samo jasne jak te, które obserwował JWST. Symulacje są częścią projektu FIRE (Feedback of Relativistic Environments), który współtworzyli też naukowcy z innych amerykańskich uczelni, m.in. California Institute of Technology, Princeton University i University of California w San Diego.
Symulacje FIRE łączą teorię astrofizyczną i zaawansowane algorytmy do modelowania powstawania galaktyk. Modele umożliwiają naukowcom zbadanie, w jaki sposób galaktyki powstają, rosną i zmieniają kształt, jednocześnie uwzględniając energię, masę, pęd i pierwiastki chemiczne zwrócone z gwiazd.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Szczegóły
JWST budowano w latach 2007-2021. To teleskop kosmiczny przeznaczony do obserwacji w podczerwieni. Ma być dopełnieniem Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Projekt był nadzorowany i w znacznej części współfinansowany przez NASA we współpracy z europejską ESA i Kandyjską CSA. Nazwano go na cześć Jamesa Webba, czyli drugiego administratora amerykańskiej agencji kosmicznej. Najważniejszymi celami teleskopu Webba są obserwacje pierwszych gwiazd powstałych po Wielkim Wybuchu, badanie formowania się i ewolucji galaktyk, a także badanie powstawania gwiazd i systemów planetarnych. Pierwsze publiczne zdjęcie wykonane przez teleskop zostało upublicznione przez NASA 11 lipca 2022 r.