JWST מציג פרטים על מיזוג גלקסיות מסיבי לפני 13 מיליארד שנים (הוספה של גלקסיה מוקדמת אחרת מראה את המשמעות של תמונות JWST החדשות). קרדיט: ASTRO 3D
תצפיות פורצות דרך של ה טלסקופ החלל ג'יימס ווב של מיזוג מוקדם של גלקסיות מצביעים על היווצרות כוכבים מהירה ויעילה יותר ממה שהובן קודם לכן, חושף אוכלוסיות כוכבים מורכבות ומאתגר את התיאוריות הקוסמולוגיות הנוכחיות.
- גלקסיות וכוכבים התפתחו מהר יותר לאחר ה המפץ הגדול מהצפוי.
- תמונות מפורטות של אחת הגלקסיות הראשונות מראות שהצמיחה הייתה הרבה יותר מהירה ממה שחשבנו.
צוות מחקר בינלאומי ביצע תצפיות מפורטות חסרות תקדים על המיזוג המוקדם ביותר של גלקסיות שנצפה אי פעם. הם מציעים שכוכבים התפתחו הרבה יותר מהר ויעילה ממה שחשבנו.
הם השתמשו בטלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) כדי לצפות באובייקט המאסיבי כפי שהיה 510 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול – כלומר לפני כ-13 מיליארד שנה.
"כאשר ערכנו את התצפיות הללו, הגלקסיה הזו הייתה מסיבית פי עשרה מכל גלקסיה אחרת שנמצאה בשלב מוקדם ביקום", אומר ד"ר קיט בוייט, עמית מחקר ASTRO 3D בנושא גלקסיות ראשונות, מאוניברסיטת מלבורן. הוא המחבר הראשי במאמר שפורסם לאחרונה ב אסטרונומיה של הטבע. במאמר יש 27 מחברים מ-19 מוסדות באוסטרליה, תאילנד, איטליה, ארה"ב, יפן, דנמרק וסין.
JWST, שהושק ב-2021, מאפשר לאסטרונומים לראות את היקום המוקדם בדרכים שהיו בלתי אפשריות בעבר. עצמים שהופיעו כנקודות אור בודדות דרך טלסקופים קודמים כמו ה טלסקופ החלל האבלחושפים את המורכבות שלהם.
JWST מציג פרטים על מיזוג גלקסיות מסיבי לפני 13 מיליארד שנים. קרדיט: ASTRO 3D
"מדהים לראות את הכוח של JWST לספק תצוגה מפורטת של גלקסיות בקצה היקום הנצפה ולפיכך אחורה בזמן", אומר פרופ' מישל טרנטי, מובילת נושא ASTRO 3D First Galaxies ומובילת צומת אוניברסיטת מלבורן. "מצפה החלל הזה משנה את ההבנה שלנו לגבי היווצרות גלקסיה מוקדמת", מוסיף פרופ' טרנטי.
התצפיות במאמר הנוכחי מציגות גלקסיה המורכבת מכמה קבוצות עם שני מרכיבים בקבוצה הראשית וזנב ארוך, מה שמרמז על מיזוג מתמשך של שתי גלקסיות לאחת גדולה יותר.
"המיזוג עדיין לא הסתיים. אנו יכולים לדעת זאת על ידי העובדה שאנו עדיין רואים שני מרכיבים. סביר להניח שהזנב הארוך מיוצר על ידי השלכת חלק מהחומר הצידה במהלך המיזוג. כששני דברים מתמזגים, הם סוג של זורקים חלק מהעניין. אז זה אומר לנו שיש מיזוג וזה המיזוג הכי רחוק שנראה אי פעם", אומר ד"ר בויט.
תצפיות זה ותצפיות אחרות באמצעות ה-JWST גורמות לאסטרופיזיקאים להתאים את המודלים שלהם לשנים הראשונות של היקום.
"עם ג'יימס ווב, אנו רואים יותר עצמים בקוסמוס המוקדם ממה שאנו מצפים לראות, והעצמים הללו מסיביים יותר ממה שחשבנו", אומר ד"ר בויט. "הקוסמולוגיה שלנו לא בהכרח שגויה, אבל ההבנה שלנו לגבי המהירות שבה נוצרו גלקסיות היא כנראה, כי הן מסיביות יותר ממה שאי פעם האמנו שיכולות להיות אפשריות."
גלקסיות עתיקות אחרות. קרדיט: ASTRO 3D
הממצאים של הצוות של ד"ר בוייט מראים שהגלקסיות הללו הצליחו לצבור מסה כל כך מהר על ידי מיזוג.
אבל לא רק גודל הגלקסיות והמהירות שבה הן גדלו מפתיעים את ד"ר בוייט. המאמר שלו מתאר לראשונה את אוכלוסיית הכוכבים המרכיבים את הגלקסיות המתמזגות – פרט נוסף שהתאפשר על ידי JWST.
"כשהשווינו את ניתוח הספקטרום שלנו עם ההדמיה שלנו, מצאנו שני דברים שונים. התמונה אמרה לנו שאוכלוסיית הכוכבים צעירה, אבל הספקטרוסקופיה דיברה על כוכבים מבוגרים למדי. אבל מסתבר ששניהם נכונים כי אין לנו אוכלוסייה אחת של כוכבים אלא שניים", אומר בויט.
"האוכלוסייה הישנה נמצאת שם כבר הרבה זמן ומה שאנחנו מאמינים שקורה הוא המיזוג של הגלקסיות מייצר כוכבים חדשים וזה מה שאנחנו רואים בהדמיה – כוכבים חדשים על האוכלוסייה הישנה".
רוב המחקרים של עצמים רחוקים מאוד אלה מראים כוכבים צעירים מאוד, אך הסיבה לכך היא שהכוכבים הצעירים יותר בהירים יותר ולכן האור שלהם שולט בנתוני ההדמיה. ה-JWST, לעומת זאת, מאפשר תצפיות מפורטות כאלה שניתן להבחין בין שתי האוכלוסיות.
"זו העובדה שהספקטרוסקופיה כל כך מפורטת, שאנחנו יכולים לראות את התכונות העדינות של הכוכבים הישנים שאומרים לנו שבעצם יש שם יותר ממה שאתה חושב", אומר ד"ר בוייט.
"זה לא כל כך מפתיע, אנחנו יודעים שלאורך ההיסטוריה של היקום יש שיאים של היווצרות כוכבים חדשים מסיבות שונות, וזה מביא למספר אוכלוסיות.
"אבל זו הפעם הראשונה שאנחנו באמת רואים אותם במרחק כזה."
למאמר יש השלכות משמעותיות על המודלים הנוכחיים.
"ההדמיות שלנו יכולות לייצר אובייקט דומה לזה שצפינו בו, בערך באותו גיל של יקום, ובערך באותה מסה, עם זאת, זה נדיר להפליא. כל כך נדיר שיש רק אחד כזה בכל הדגם. הסיכוי שנבחין בכך עם התצפיות שלנו, אז מצביע על כך שאנחנו בעלי מזל מדהים או שהסימולציות שלנו שגויות, ואובייקט מסוג זה נפוץ יותר ממה שאנחנו חושבים", אומר ד"ר בוייט.
"הדבר שאנחנו חושבים שחסר לנו הוא שכוכבים נוצרו בצורה יעילה הרבה יותר ואולי זה מה שאנחנו צריכים לשנות בדגמים שלנו."
