Vesmírný dalekohled Jamese Webba pomohl vyřešit záhadu, která astronomy nechávala v rozpacích už léta

Jedna z nejzáhadnějších záhad astronomie byla vyřešena, podle vědců sdílejících nové poznatky, které umožnil vesmírný dalekohled NASA James Webb Space Telescope.

Podle nových zjištění byly kolem galaxií nalezeny malé slabé objekty, které v minulosti vykazovaly anomální emise vodíku, což byl objev, který umožnil Webbův výkonný přístroj NIRCam.

Astronomové dlouho přemýšleli, proč by mohlo být detekováno světlo z atomů vodíku, vzhledem k tomu, že musí být blokovány ve výhledu plynem, který se vytvořil v důsledku velkého třesku.

Nová zjištění odhalují mezigalaktická spojení jako možný zdroj záhadných vodíkových emisí.

Když astronomové vidí velmi vzdálené galaxie, jeví se jako před dlouhou dobou, protože světlo, které produkují, zabere cestu vesmírem. Pozorování provedená vesmírným teleskopem Jamese Webba tak odhalují nejen nejvzdálenější oblasti vesmíru v nebývalých detailech, ale také to, jak vypadaly v mnohem dřívějších dobách.

Tyto galaxie jsou však velmi slabé, a proto jsou k pozorování zapotřebí výkonné dalekohledy, což je úkol, ke kterému je Webb dobře vybaven.

Extrémně aktivní tvorba hvězd se objevila v prvních galaxiích vesmíru, což dalo vzniknout jeho dalšímu názvu: hvězdné porodnice. Tyto oblasti vesmíru produkovaly specifickou paletu světla emitujícího vodík známé jako Lyman-alfa emise.

Emise Lyman-α je v podstatě produkována atomy vodíku, když elektron spadne z vyšší energetické hladiny na nejnižší úroveň, ve které může být, což lze přirovnat k domovské bázi elektronu. Toto světlo má velmi specifická barevná spektra, která lze rozlišit pouze pomocí speciálních přístrojů, které lze přirovnat k „otisku prstu“ tohoto druhu činnosti.

Před dlouhou dobou byly tyto hvězdné porodnice obaleny velkým množstvím neutrálního vodíkového plynu a dokonce i prostory mezi galaxiemi obsahovaly mnohem více plynu, než pozorujeme dnes. Tento plyn snadno pohlcuje světelné emise z vodíku, což vede astronomy k předpovědi, že emise Lyman-alfa, které zaplnily tyto oblasti v raném vesmíru, i když jsou hojné, zůstanou dnes pro astronomy neviditelné.

Záhadně se však astronomům podařilo pozorovat některé rané emise vodíku, jev, který až donedávna zůstával nevysvětlený. Ale jak by mohl vodík, který měl být rozšířen po celém vesmíru, nyní viditelný i dnes, kdyby nebyl zcela absorbován?

Astronom z Cambridgeské univerzity Callum WhittenSpecialista na studium galaxií a aktivních galaktických jader nazývá tuto otázku „jedním z nejzáhadnějších problémů“, kterým astronomové čelili ve snaze vyřešit tuto vesmírnou záhadu.

„Už dříve bylo navrženo několik hypotéz, které mají vysvětlit velký únik této ‚nevysvětlitelné‘ emise,“ uvedl v nedávné studii Witten, vedoucí výzkumník nové studie zkoumající tento jev. prohlášení.

Zdá se však, že díky síle a přesnosti vesmírného dalekohledu Jamese Webba nové poznatky vnesly světlo do této dlouholeté záhady.

S pomocí blízké infračervené webové kamery (NIRCam) byli Witten a jeho kolegové schopni pozorovat mnohem menší, slabší galaxie shlukující se kolem jasnějších galaxií, z nichž byly dříve pozorovány záhadné emise vodíku. Tyto malé galaxie však nejsou statické, ale spíše se zdá, že interagují a dynamicky se kombinují.

„Zatímco Hubble vidí pouze velkou galaxii, Webb vidí skupinu menších, interagujících galaxií,“ řekl Sergio Martin Alvarez, člen týmu Stanfordské univerzity zapojený do studie. Dodává, že Webbovy nedávné objevy „měly velký dopad na naše chápání.“ neočekávané emise vodíku.“ Z některých prvních galaxií.

Pomocí nejmodernějších simulací tým prozkoumal fyziku za tím, co pozoroval, a zjistil, že to bylo rychlé narůstání hvězdné hmoty v důsledku splynutí galaxií, které pravděpodobně vedlo k pozorovaným silným emisím vodíku. Na základě nových pozorování se zdá, že k tomu došlo prostřednictvím kanálů, které byly vyčištěny od neutrálních plynů, které byly původně převládající.

Tým věří, že sloučení těchto menších, dříve nepozorovaných galaxií je velmi pravděpodobné, že bude odpovědí na přetrvávající záhadu nevysvětlitelných časných emisí vodíku, a nyní si klade za cíl navázat na svá nedávná pozorování pohledem na galaxie v jiných fázích slučování. O čemž věří, že jim nejen pomůže lépe porozumět tomu, jak vznikají emise vodíku, ale také jim pomůže odhalit nové důkazy o vývoji galaxií.

Tématem byl výzkum týmu Nový papírDešifrování Lyman-α emise v hloubce reionizační epochy, která byla nedávno publikována v časopise Přírodní astronomie.

Micah Hanks je šéfredaktor a spoluzakladatel The Debrief. Lze jej kontaktovat prostřednictvím e-mailu na adrese [email protected]. Sledujte jeho práci micahhanks.com A desátého: @mikahanks.