JWST posouvá hranice pozorovatelného vesmíru blíže k Velkému třesku

Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) opět překonal sám sebe a posunul hranice pozorovatelného vesmíru blíže ke kosmickému úsvitu potvrzením jasné galaxie, která existovala pouhých 280 milionů let po Velkém třesku.

Webbův vesmírný dalekohled již nyní prokázal, že nakonec překoná prakticky všechny kritéria, která v těchto raných letech stanovil, ale nově potvrzená galaxie MoM-z14 skrývá zajímavá vodítka k historické časové ose vesmíru a k tomu, jak odlišné místo byl raný vesmír v porovnání s tím, co astronomové očekávali.

„S JWST jsme schopni vidět dále, než kdy dříve astronomové dokázali, a vůbec to nevypadá tak, jak jsme předpovídali, což je náročné i vzrušující zároveň,“ řekl Rohan Naidu z Kavliho institutu pro astrofyziku a vesmírný výzkum Massachusettského technologického institutu (MIT), hlavní autor článku o galaxii MoM-z14 publikovaného v Open Journal of Astrophysics.

Vzhledem k rozpínání vesmíru, které je poháněno temnou energií, se diskuse o fyzikálních vzdálenostech při pohledu tak daleko stává ošemetnou. Pomocí přístroje NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) astronomové potvrdili, že MoM-z14 má kosmologický rudý posuv 14,44, což znamená, že její světlo, které putuje (rozpínajícím se) prostorem, je natahováno a „posouváno“ k delším, červenějším vlnovým délkám po dobu přibližně 13,5 z odhadovaných 13,8 miliard let existence vesmíru.

„Vzdálenost galaxií můžeme odhadnout ze snímků, ale je opravdu důležité to následně potvrdit podrobnější spektroskopií, abychom přesně věděli, co vidíme a kdy,“ řekl Pascal Oesch z Ženevské univerzity ve Švýcarsku, jeden z hlavních řešitelů průzkumu.

Zajímavé rysy
MoM-z14 je jednou z rostoucí skupiny překvapivě jasných galaxií v raném vesmíru – 100krát jasnějších, než teoretické studie předpovídaly před vypuštěním Webbova teleskopu, uvádí výzkumný tým.

„Mezi teorií a pozorováním v raném vesmíru se zvětšuje propast, která představuje lákavé otázky k prozkoumání v budoucnu,“ řekl Jacob Shen, postdoktorandský výzkumník na MIT a člen výzkumného týmu.

Jedním z míst, kde mohou vědci a teoretici hledat odpovědi, je nejstarší populace hvězd v naší Galaxii. Malé procento těchto hvězd vykazuje vysoké množství dusíku, což se projevuje i v některých Webbových pozorováních raných galaxií, včetně MoM-z14.

„Můžeme se inspirovat archeologií a dívat se na tyto starověké hvězdy v naší vlastní Galaxii jako na fosilie z raného vesmíru, až na to, že v astronomii máme to štěstí, že Webb vidí tak daleko, že máme také přímé informace o galaxiích z tohoto období. Ukazuje se, že pozorujeme některé stejné rysy, jako je toto neobvyklé obohacení dusíkem,“ řekl Naidu.

Vzhledem k tomu, že galaxie MoM-z14 existovala pouze 280 milionů let po Velkém třesku, nebylo dostatek času na to, aby generace hvězd produkovaly tak vysoké množství dusíku tak, jak by astronomové očekávali. Jedna z teorií, kterou vědci uvádějí, je, že husté prostředí raného vesmíru vedlo ke vzniku supermasivních hvězd schopných produkovat více dusíku než jakékoliv hvězdy pozorované v lokálním vesmíru.

Galaxie MoM-z14 také vykazuje známky vyčištění husté, prvotní vodíkové mlhy raného vesmíru v prostoru kolem sebe. Jedním z důvodů, proč byl Webbův teleskop původně vytvořen, bylo definovat časovou osu pro toto „čistící“ období kosmické historie, které astronomové nazývají reionizace. V tomto období rané hvězdy produkovaly světlo s dostatečně vysokou energií, aby prorazilo hustý vodíkový plyn raného vesmíru a začalo cestovat vesmírem, až nakonec dosáhlo cesty k JWST a k Zemi. Galaxie MoM-z14 poskytuje další vodítko pro mapování časové osy reionizace, což nebylo možné, dokud JWST nezvedl závoj nad touto érou vesmíru.

Odkaz objevů pokračuje
Ještě před vypuštěním JWST se objevily náznaky, že se v raném vesmíru stalo něco velmi nečekaného, když Hubbleův vesmírný dalekohled objevil 400 milionů let po Velkém třesku jasnou galaxii GN-z11. Webb potvrdil vzdálenost galaxie – v té době nejvzdálenější vůbec. Od té doby Webb pokračuje v posouvání hranic stále dál a dál v prostoru a čase a nachází překvapivě jasné galaxie, jako je GN-z11.

S tím, jak Webbův teleskop pokračuje v objevování dalších těchto nečekaně zářivých galaxií, je jasné, že prvních pár nebylo náhodou. „Je to neuvěřitelně vzrušující doba, kdy JWST odhaluje raný vesmír jako nikdy předtím a ukazuje nám, kolik toho je ještě k objevení,“ dodala Yijia Li, postgraduální studentka na Pensylvánské státní univerzitě a členka výzkumného týmu.

Zdroj: https://esawebb.org/news/weic2603/?lang

autor: František Martinek