Webb zidentyfikował dziesięć razy więcej galaktyk
W wybranym fragmencie konstelacji Sekstansu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba dostrzegł dziesięciokrotnie więcej galaktyk niż wcześniejsze obserwacje naziemne. To także dwukrotnie więcej, niż udało się zarejestrować legendarnemu teleskopowi Hubble’a. Kluczem do tego sukcesu jest rozdzielczość kątowa sięgająca około 2 sekund kątowych, co pozwoliło zajrzeć w najdalsze zakamarki przestrzeni, do obiektów o przesunięciu ku czerwieni wynoszącym około 1,1.
Czytaj też: Trzydzieści lat sporu w CERN. Ile liczb opisuje wszechświat?
Wcześniej patrzyliśmy na rozmyte zdjęcie ciemnej materii. Teraz widzimy niewidzialny szkielet wszechświata w oszałamiających szczegółach, dzięki niesamowitej rozdzielczości Webba – wyjaśnia Diana Scognamiglio
Instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) okazał się niezbędny do precyzyjnego pomiaru odległości między galaktykami. Naukowcy zastosowali metodę słabego soczewkowania grawitacyjnego. Technika ta polega na wykrywaniu subtelnych zniekształceń światła odległych galaktyk, spowodowanych grawitacją niewidzialnej masy ciemnej materii znajdującej się między nimi a obserwatorem.
Niewidzialna architektura kosmosu
Mimo że stanowi około pięciu szóstych całej materii we wszechświecie, ciemna materia pozostaje bezpośrednio nieuchwytna. Nie oddziałuje ze światłem w żaden sposób: nie świeci, nie odbija i nie blokuje promieniowania. Przechodzi przez zwykłą materię, w tym przez nasze ciała, nie wywołując żadnych zauważalnych skutków. We wczesnych etapach istnienia kosmosu zarówno zwykła, jak i ciemna materia były rozproszone. Ciemna materia, dzięki swoim własnościom, zaczęła gromadzić się pierwsza, tworząc swoiste „studnie” grawitacyjne. To one następnie przyciągały zwykłą materię, dając początek gęstym obłokom, w których rodziły się pierwsze gwiazdy i galaktyki. W ten sposób ta niewidzialna substancja zadecydowała o ostatecznym kształcie kosmicznej sieci, a pośrednio przyspieszyła powstanie środowisk potencjalnie przyjaznych życiu.
Ta mapa pokazuje niewidzialną, ale zasadniczą rolę ciemnej materii, prawdziwego architekta Wszechświata, który stopniowo reorganizuje struktury obserwowane przez nasze teleskopy – dodaje Gavin Leroy
Choć na co dzień na Ziemi czy w Układzie Słonecznym nie dostrzegamy jej obecności, jej wpływ na naszą galaktykę jest kluczowy. Ogromne halo ciemnej materii otaczające Drogę Mleczną wytwarza dostatecznie silną grawitację, by utrzymać galaktykę w całości. Bez tego niewidzialnego „rusztowania” nasza galaktyka rozpadłaby się pod wpływem sił odśrodkowych wynikających z jej rotacji.
Nowa mapa jako wzorzec
Osiągnięcie zespołu nie jest końcem prac, a raczej nowym, solidnym punktem startowym. Region szczegółowo zmapowany przez Webba posłuży teraz jako wzorzec kalibracyjny dla innych obserwacji. Naukowcy zamierzają rozszerzyć te badania na znacznie większe obszary nieba, wykorzystując do tego teleskop Euclid Europejskiej Agencji Kosmicznej oraz nadchodzący Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman od NASA.
Czytaj też: Nowe ustalenia na temat powstania wszechświata. To szokujące, co się wtedy działo
Jednym z kluczowych kierunków będzie porównanie nowej mapy z efektami silnego soczewkowania grawitacyjnego, gdzie masywne gromady galaktyk działają jak kosmiczne szkła powiększające, zniekształcając i multiplikując obrazy obiektów znajdujących się za nimi. Taka analiza może rzucić więcej światła na właściwości samej ciemnej materii. Z drugiej strony, choć teleskop Roman pozwoli objąć obserwacjami ogromny wycinek nieba, nie osiągnie tak wysokiej rozdzielczości przestrzennej jak Webb. Jeszcze dokładniejsze pomiary będą możliwe dopiero dzięki następnej generacji obserwatoriów, takim jak planowany przez NASA Habitable Worlds Observatory.