Međunarodna grupa astronoma identifikovala je niz galaksije toliko čudne da su morale biti nazvane "galaksije kljunaša"Ovo otkriće, zasnovano na podacima sa svemirskog teleskopa James Webb, počinje da mijenja neke pretpostavljene ideje o tome kako se galaksije rađaju i rastu u ranom svemiru.
Ovi kosmički objekti, udaljeni milijardama svjetlosnih godina, kombinuju tipične karakteristike zvijezdeGalaksije i kvazari koji se ne uklapaju ni u jednu kategorijuNjegova hibridna priroda podsjeća na kljunara, životinju koja izgleda kao da je sastavljena od dijelova drugih stvorenja, a koja je godinama zbunjivala biologe. U ovom slučaju, zbunjenost se proširila iz laboratorije u svemirske opservatorije.
Svemirski teleskop James Webb otkrio je novi tip galaksije
Otkriće je predstavljeno tokom 247. sastanak Američkog astronomskog društva (AAS), vodeći naučni forum na kojem se raspravlja o najnovijim rezultatima u astrofizici. Tamo, tim iz Fakultet umjetnosti i nauka, Univerzitet Missouri Otkrila je populaciju objekata koja, za sada, izmiče standardnim klasifikacijama.
Istraživači su analizirali Arhiva dubokih ekstragalaktičkih polja koje je posmatrao svemirski teleskop James Webb (JWST), uključujući program CEERS (Kosmička evolucija - rano objavljivanje nauke), osmišljen za proučavanje rani svemir sa neviđenim detaljima. Unutar skupa od otprilike 2.000 specifičnih izvora, pojavila se vrlo mala grupa koja se nije ponašala kao ostali.
Ukupno, tim je identifikovao devet objekata koji su postojali prije 12 do 12,6 milijardi godinakada je svemir bio još vrlo mlad. Na toj udaljenosti, svemirski teleskop James Webb jedva vidi tačke svjetlosti, ali kombinacija snimanja i spektroskopije omogućila mu je da ide dalje od pukog privida.
Studija je trenutno dostupna na arXiv preprint serveru. Pod naslovom „Nova populacija uskolinijski tačkastih izvora“, studija pruža preliminarni opis svojstava ovih izvora i predlaže nekoliko scenarija kako bi se objasnilo njihovo porijeklo. Iako su podaci pouzdani, sam tim naglašava da je ovo samo prvi korak i da će biti potrebna daljnja posmatranja.
Zašto se nazivaju galaksijama kljunača?
Nadimak nije puka hir. Njegov izgled na slikama podsjeća na udaljenu zvijezdu ili kvazar.Izuzetno su kompaktne, gotovo tačkaste, bez proširene strukture koju obično povezujemo s galaksijama. Međutim, kada se svjetlost koju emituju proučava spektroskopijom, slika se potpuno mijenja.
Umjesto prikazivanja tipičnog potpisa supermasivna crna rupa koja proždire materiju, kao što je slučaj s kvazarimaOvi predmeti izlažu vrlo uske emisione linijesličniji onima koji se vide u galaksijama gdje se plin ionizira intenzivnim epizodama formiranja zvijezda. Drugim riječima, njegov spektralni "barkod" ne odgovara najočitijem tumačenju njegovog izgleda.
Kako je astronom objasnio Haojing Yang, profesor na Univerzitetu Missouri i član tima, to je populacija koja se ne može udobno uklopiti u poznate kategorijeS jedne strane, pojavljuju se kao tačkasti izvori, što na tim udaljenostima obično ukazuje na kvazare. S druge strane, nedostaju im spektralne karakteristike koje bismo očekivali od aktivnog jezgra koje pokreće supermasivna crna rupa.
Paralela s kljunačem je neizbježna: U biologiji, ova životinja kombinuje osobine sisara, ptice i gmizavca.U astronomiji, ove galaksije kombinuju karakteristike zvijezda, kompaktnih galaksija i kvazara, a da pritom u potpunosti ne predstavljaju nijednu od te tri vrste. Otuda i naziv "galaksije kljunača", koji se već uvukao u neformalne naučne diskusije.
Od evropske astrofizičke zajednice, koja je u velikoj mjeri uključena u naučno iskorištavanje James Webb putem ESA-e (Evropska svemirska agencija), ovakvi rezultati se pomno prate. Mnoge istraživačke grupe u Španiji, Francuskoj, Njemačkoj i Italiji rade upravo na modeliranju evolucije prvih galaksija, tako da Svaki predmet koji krši prethodne norme postaje ključni dio da se prilagode teorije.
Izgled sličan kvazaru, srce galaksije u nastajanju
Jedan od najupečatljivijih aspekata otkrića je nesklad između načina na koji izgledaju i onoga što njihov spektar otkrivaNa JWST slikama, ovih devet objekata se pojavljuju kao koncentrisane tačke svjetlosti, bez vidljivih oreola ili spiralnih krakova, čak i koristeći visoku infracrvenu rezoluciju teleskopa.
Ova morfologija bi obično bila povezana sa vrlo udaljeni kvazari, pokretani supermasivnim crnim rupamaMeđutim, detaljna analiza spektralnih linija ukazuje na ponašanje tipičnije za galaksije sa gasom osvetljenim mladim masivnim zvezdamaNe uklapaju se dobro u energetski potpis sjajnog aktivnog jezgra ili u energetski potpis jednostavnog zvjezdanog jata.
Jedan od onih koji su odgovorni za ispitivanje ovih podataka, Bangzheng “Tom” Sun, saradnik u Yangovoj laboratorijiOn je bio taj koji je prikupio uzorak i izvršio spektralnu analizu. Njegov zaključak je oprezan: Ne može se isključiti mogućnost da su to galaksije usred formiranja zvijezda., uočeno u određenoj fazi koja je prethodno ostala nezapažena zbog nedostatka instrumentalne osjetljivosti.
Problem je u tome Njegova prividna veličina je izuzetno mala.Čak i uzimajući u obzir ogromnu udaljenost, na kosmičkim skalama one se ponašaju kao obične "tačke" svjetlosti, nešto što je teško pomiriti sa galaksijom koja intenzivno i ekstenzivno formira zvijezde. Ova napetost između veličine, sjaja i spektra je ono što zbunjuje istraživače.
Naučnici insistiraju na tome da, sa samo devet identifikovanih objekataBilo bi prerano redefinirati taksonomiju galaksija. Međutim, sama činjenica da one već postoje prisiljava nas da... otvaraju nove pravce teorijskog i opservacijskog rada, u kojem bi evropski i španski timovi mogli igrati relevantnu ulogu iskorištavajući buduće kampanje James Webb i drugih velikih teleskopa.
Implikacije za modele formiranja galaksija
Do sada, najšire prihvaćeno objašnjenje rasta struktura u svemiru ukazuje na to da velike galaksijeGalaksije poput Mliječnog puta formirale su se uzastopnim spajanjima manjih galaksija. Sudari, gravitacijske interakcije i burne epizode formiranja zvijezda postepeno su izgradili sisteme koje danas poznajemo.
Postojanje galaksija platipusa povećava mogućnost da Neke rane galaksije su možda slijedile "tiše" ili nekonvencionalne evolucijske puteve.Njegova kompaktna konfiguracija i uska linearna emisija mogle bi ukazivati na manje eksplozivne procese rasta nego što se ranije mislilo ili na prelazne faze koje modeli još ne uzimaju u obzir u potpunosti.
Ako se ispostavi da su ovi izvori galaksije u vrlo specifičnoj fazi formiranja zvijezdaOni bi mogli predstavljati međufazu koja povezuje primordijalne oblake plina s razvijenijim galaksijama. U tom slučaju, postali bi svojevrsna "nedostajuća karika" za razumijevanje kako su se prve svjetleće strukture formirale nakon Velikog praska.
Ako se potvrdi, ovaj novi tip objekta bi prisilio na reviziju određenih numeričkih simulacija kosmologija i evolucija galaksijaOvo je područje u kojem su evropske grupe bile posebno aktivne. Španija učestvuje u nekoliko međunarodnih konzorcija koji koriste superračunare za ponovno stvaranje svemira od njegovih početaka, tako da pojava neočekivanih podataka poput ovih prisiljava na rekalibraciju parametara i pretpostavki.
Osim toga, galaksije platipusa mogle bi pomoći kako bi se bolje definisala uloga supermasivnih crnih rupa u ranim fazama kosmosa. Ako se konačno potvrdi da u ovim objektima ne dominiraju aktivna jezgra, kao što spektri sugeriraju, bilo bi potrebno preispitati kada i kako su prvi kvazari počeli sijati i koji dio ranih galaksija je već imao rastuću supermasivnu crnu rupu.
Uloga teleskopa James Webb i predstojeća posmatranja
Sav ovaj posao je omogućen zahvaljujući kapacitetu Svemirski teleskop James Webb će posmatrati svemir u infracrvenom spektru s dosad neviđenom osjetljivošću.Webb teleskop je dizajniran upravo za proučavanje prvih galaksija, onih koje su nastale samo nekoliko stotina miliona godina nakon Velikog praska.
Programi dubokog posmatranja, poput ekstragalaktičkih polja korištenih u ovoj studiji, generiraju ogromne količine podataka koje zatim analiziraju timovi širom svijeta. Veliki dio ovih informacija dostupan je u javnim arhivimaOvo omogućava istraživačkim grupama iz Evrope i Španije da ga ispitaju koristeći vlastite alate i pristupe.
U ovom konkretnom slučaju, tim Univerziteta Missouri istražio je arhive kako bi pregledajte više od 2.000 specifičnih izvoraOd tog početnog odabira, pregledali su objekte sve dok im nije ostala šačica slučajeva koji su pokazivali najčudnija svojstva. To je pedantan posao, koji kombinuje tehnike analize slike sa spektroskopijom i poređenjem sa teorijskim modelima.
Gledajući unaprijed, astronomi su uvjereni da će dobiti spektri veće rezolucije i nova komplementarna zapažanjaOvo će se postići i samim Webbom i teleskopima velikog promjera postavljenim na Zemlji, raspoređenim po Evropi, Americi i drugim kontinentima. S preciznijim podacima bit će moguće preciznije izmjeriti hemijski sastav, brzinu formiranja zvijezda i moguće prisustvo slabih aktivnih jezgara.
Paralelno s tim, nekoliko teorijskih grupa već počinje istražite scenarije koji mogu reproducirati ova hibridna svojstvaOd izuzetno kompaktnih galaksija s naletima formiranja zvijezda, do egzotičnijih konfiguracija u kojima interakcija između plina, zvijezda i crnih rupa poprima oblike koji do sada nisu bili razmatrani.
Sve ukazuje na to da će galaksije kljunaša biti ponavljajuća tema na predstojećim konferencijama i specijaliziranim publikacijama, kako se budu pojavljivali novi slučajevi i usavršavala tumačenja. Za evropsku i špansku naučnu zajednicu ovo je prilika da doprinijeti zapažanjima, modelima i analizama oblasti koja je još uvijek u fazi otkrivanja.
Ova neobična grupa galaksija, sićušna po izgledu, ali ogromna po implikacijama, postala je podsjetnik da svemir i dalje krije iznenađenja i da čak i uz moćne alate poput svemirskog teleskopa James Webb, objekti koji mijenjaju kalup i dalje se pojavljuju; Platypus galaksije su zaslužile svoje mjesto u debati o tome kako su rođene prve kosmičke strukture. I time su otvorili novi prozor za preispitivanje onoga što smo mislili da znamo o ranoj historiji kosmosa.