Astronomowie z Cornell University zainteresowali się nietypową plamką światła w pobliżu zewnętrznej krawędzi galaktyki uchwyconej przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) – SPT0418-47. Jest to jedna z najjaśniejszych galaktyk z wczesnego Wszechświata, której odległe światło zostało zakrzywione i powiększone przez grawitację innych galaktyk w okrąg, zwany pierścieniem Einsteina.
Czytaj też: Największa galaktyka znana nauce jest tak ogromna, że trudno ją sobie w ogóle wyobrazić
Dodatkowe zanurzenie się w zdjęcie przyniosło zaskakujące wnioski. Okazało się, że galaktyka SPT0418-47 zawiera galaktykę satelitarną, którą nazwano SPT0418-SE. Mimo wieku szacowanego na 1,4 mld lat, oba obiekty zawierają zaskakująco dużo wiele generacji gwiazd. Jak to możliwe?
Odkryliśmy, że ta galaktyka jest obfita chemicznie, czego nikt z nas nie oczekiwał. JWST zmienia sposób, w jaki patrzymy na ten system i otwiera nowe miejsca do badania, jak gwiazdy i galaktyki uformowały się we wczesnym Wszechświecie. Bo Peng, doktorant astronomii z Cornell University, który kierował analizą danych
Galaktyka i jej towarzysz
Wcześniejsze zdjęcia pierścienia Einsteina uchwycone przez interferometr radiowy ALMA w Chile sugerowały istnienie galaktyki satelitarnej, ale dopiero obserwacje JWST to potwierdziły. Zespół Penga ustalił, że dwa nowe źródła światła to obrazy soczewek grawitacyjnych powstałych przez galaktykę pierwszoplanową odpowiedzialną za obraz samego pierścienia, choć 8-16 razy słabszych. To pokazuje, jak potężnym instrumentem badawczym jest Webb.
W pracy opublikowanej w czasopiśmie Astrophysical Journal Letters naukowcy potwierdzili, że obie galaktyki (macierzysta i satelitarna) znajdują się w tej samej odległości od Ziemi. Przesunięcie ku czerwieni wynosi ok. 4,2, czyli oznacza, że obiekty musiały powstać, gdy Wszechświat miał ok. 10 proc. swojego wieku, czyli 1,5 mld lat.
Galaktyka satelitarna SPT0418-SE jest oddalona od pierścienia Einsteina o ok. 5 kpc (kiloparseka), czyli naprawdę blisko. Dla porównania – Obłoki Magellana, czyli galaktyki satelitarne Drogi Mlecznej, są oddalone od naszej galaktyki o ok. 50 kpc. Taka bliskość między SPT0418-47 a SPT0418-SE sugeruje, że galaktyki oddziałują ze sobą, a być może w końcu się połączą.
Obie galaktyki mają małą masę, ale SPT0418-SE jest mniejsza i mniej zapylona, przez co wydaje się być bardziej niebieska. Astronomowie są zdania, że obie galaktyki mogą znajdować się w halo ciemnej materii z jeszcze nieodkrytymi sąsiadami.
Czytaj też: Galaktyka spiralna w pełnej okazałości. Zobaczcie, co uwiecznił Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba
Ale z obserwowanymi galaktykami jest ewidentnie coś “nie tak”. Biorąc pod uwagę ich wiek i masę, ich metaliczność, czyli ilość pierwiastków cięższych od helu i wodoru (np. węgla, tlenu i azotu) jest podobna jak w Słońcu, które liczy “tylko” 4 mld lat. To zaskakujące, że wartości te są na zbliżonym poziomie, bo przecież mówimy o galaktykach, które powstały w momencie, gdy Wszechświat miał mniej niż 1,5 mld lat.
Widzimy pozostałości co najmniej kilku generacji gwiazd, które żyły i umarły w ciągu pierwszego miliarda lat istnienia Wszechświata, co nie jest tym, co zazwyczaj obserwujemy. Spekulujemy, że proces formowania się gwiazd w tych galaktykach musiał być bardzo wydajny i rozpoczął się bardzo wcześnie we Wszechświecie, szczególnie w celu wyjaśnienia zmierzonej obfitości azotu w stosunku do tlenu, ponieważ ten stosunek jest wiarygodną miarą tego, ile pokoleń gwiazd żyło i umarło. Prof. Amit Vishwas z Cornell University
JWST nadal będzie obserwował SPT0418-47 i SPT0418-SE, bo mogą one nam pomóc rozwikłać wiele zagadek początków Wszechświata.
