Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) zidentyfikował wyjątkowo aktywną młodą galaktykę we wczesnym Wszechświecie, dostarczając nowych informacji na temat szybkiego wzrostu galaktyk wkrótce po Wielkim Wybuchu. Odkrycie to, opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, pokazuje, że galaktyka tworzy gwiazdy w tempie znacznie przekraczającym obecne oczekiwania.
Kosmiczna „reakcja wybuchowa” w dzieciństwie wszechświata
Galaktyka ta, nazwana SXDF-NB1006-2, istniała, gdy Wszechświat miał mniej niż 500 milionów lat, a zaledwie 1–2 miliony lat. Tempo powstawania gwiazd — około 165 mas Słońca * rocznie* — jest ponad 16 razy większe niż w naszej Drodze Mlecznej. Ta intensywna aktywność sprawia, że SXDF-NB1006-2 jest wyjątkowo jasna i niebieska, co wskazuje na populację masywnych, krótkotrwałych gwiazd.
Szybkie narodziny gwiazdy to nie tylko kwestia skali; jest to także brutalny proces. Te masywne gwiazdy generują ekstremalne emisje cząstek i promieniowania znacznie wykraczające poza te obserwowane w cichszych galaktykach, takich jak nasza. Szybko też umierają, eksplodując w supernowe niemal natychmiast po zapłonie. Ten wybuchowy proces generuje potężne strumienie gazu, które rozprzestrzeniają się na zewnątrz z prędkością ponad 500 kilometrów na sekundę, przekraczającą prędkość ucieczki galaktyki. Zasadniczo galaktyka wyrzuca w przestrzeń własne paliwo, co uniemożliwia jej utrzymywanie wysokiego tempa powstawania gwiazd w nieskończoność.
Nieoczekiwane ciężkie pierwiastki i przyszła ewolucja
Co ciekawe, astronomowie odkryli w SXDF-NB1006-2 więcej ciężkich pierwiastków, niż oczekiwano dla tak młodej galaktyki. Sugeruje to obecność starszych gwiazd ukrytych pod jasną, nowo powstałą populacją. Wczesny Wszechświat niekoniecznie był powolny, ale raczej zawierał obszary ekstremalnego wzrostu.
To szybkie wyczerpywanie się gazu jest ważne, ponieważ ogranicza przyszłość galaktyki. W ciągu kilkuset milionów lat zabraknie mu paliwa do trwałego formowania się gwiazd. Chociaż nie zniknie całkowicie, tempo narodzin gwiazd dramatycznie spadnie. Astronomowie spekulują, że galaktyki takie jak SXDF-NB1006-2 mogą w końcu stać się masywnymi, słabymi galaktykami – takimi, które wyczerpały zapasy gazu i obecnie wykazują niewielkie powstawanie gwiazd.
Implikacje dla powstawania wczesnych galaktyk
Obserwacje JWST pokazują, że wczesne galaktyki są zwykle większe i jaśniejsze, niż wcześniej przewidywano. Odkrycie tak aktywnej, wczesnej galaktyki podważa istniejące modele ewolucji galaktycznej, sugerując, że pierwsze galaktyki we wszechświecie rosły znacznie bardziej agresywnie, niż wcześniej sądzono. Odkrycie to nie obala obecnych modeli kosmologicznych, ale pokazuje, że nasza wiedza na temat powstawania galaktyk we wczesnym Wszechświecie jest niepełna.
“Te wczesne galaktyki są jak nastolatki w przedszkolu. Nie niszczą ogólnego obrazu, ale zmuszają nas do ponownego przemyślenia, jak działał wczesny Wszechświat.”
Odkrycie to podkreśla potrzebę dalszych badań dynamiki wczesnych galaktyk w miarę odkrywania przez JWST najwcześniejszych rozdziałów Wszechświata.
