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Il telescopio James Webb capovolge la cosmologia: le galassie massicce nell’universo primordiale non possono essere spiegate dai modelli attuali.
State College – Le galassie che si sono formate nell’Universo dopo il Big Bang dovevano essere piccole. Almeno questo è ciò che l’astrofisica si aspetterebbe. Ma ora le immagini del nuovo James Webb Space Telescope (JWST) delle organizzazioni spaziali NASA, dell’Agenzia spaziale europea e dell’Agenzia spaziale canadese sembrano capovolgere questa comprensione dell’universo. Nelle immagini, un gruppo di ricerca ha scoperto sei enormi galassie nell’universo primordiale.
Il gruppo di ricerca è rimasto sorpreso dalla loro scoperta: “Questi oggetti sono molto più grandi del previsto”, spiega Joel Lega della Penn State University allo State College in una dichiarazione. LIGA fa parte del gruppo di ricerca che ha analizzato l’immagine della galassia. Era un lavoro specializzato per questo nel diario natura pubblicato. “Ci aspettavamo di trovare solo galassie giovani e giovani a questo punto, ma abbiamo scoperto galassie mature come la nostra in quella che una volta si pensava fosse l’alba dell’universo”, ha detto l’astrofisica Leja in uno. comunicazione.
Il James Webb Space Telescope osserva approssimativamente il Big Bang
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Il team di ricerca internazionale LIGA ha trovato le galassie circa 500-700 milioni di anni dopo il Big Bang, in proporzioni cosmiche quasi immediatamente dopo il Big Bang. Con i suoi strumenti a infrarossi, il James Webb Space Telescope consente ai ricercatori di rilevare la luce emanata dalle stelle e dalle galassie più antiche. In questo modo, i ricercatori possono guardare indietro di circa 13,5 miliardi di anni nel passato, anche prima del Big Bang, che secondo i modelli attuali è avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa.
Il team di ricerca non è ancora del tutto sicuro di aver effettivamente scoperto antiche galassie giganti, perché le galassie possono essere viste solo come piccoli punti rossi nelle immagini JWST. “Questo è il primo sguardo così lontano, quindi è importante che apriamo le nostre menti su ciò che stiamo vedendo”, ha detto Lega. Mentre i dati indicano che molto probabilmente si tratta di galassie, il ricercatore ritiene anche che sia possibile che alcuni di questi oggetti possano diventare buchi neri supermassicci.
Sei enormi galassie esistite tra 500 e 700 milioni di anni dopo il Big Bang potrebbero ribaltare gli attuali modelli cosmologici.
© NASA, ESA, CSA, I Labbe (Swinburne University of Technology). Elaborazione delle immagini: G. Brammer (Center for Cosmic Dawn of the Niels Bohr Institute, University of Copenhagen)
Le galassie giganti contraddicono i modelli cosmologici
“Indipendentemente, la quantità di massa che abbiamo rilevato significa che la massa nota delle stelle in questo periodo del nostro universo è fino a 100 volte maggiore di quanto si pensasse in precedenza. Anche se dimezziamo il campione, è comunque un bel cambiamento”, spiega Lega. La scoperta dell’astrofisico “sfida ciò che molti di noi pensavano fosse scientificamente provato”. “Ci siamo riferiti informalmente a queste cose come ‘distruttori di universi’ – e finora sono stati all’altezza del loro nome”.
Secondo il gruppo di ricerca, le galassie sono così massicce da non essere d’accordo con il 99% di tutti i modelli cosmici. Per spiegare la grande massa, bisognerebbe riscrivere i modelli cosmologici o rivedere la comprensione scientifica di come si sono formate le galassie nell’universo primordiale. Fino ad ora, la cosmologia ha ipotizzato che le galassie inizino come piccole nuvole di stelle e polvere e gradualmente diventino più grandi.
Queste sorprese sono nascoste nelle immagini del James Webb Telescope
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© NASA-GSFC, Adriana M. Gutierrez (CI Lab)
La Nebulosa Anello Meridionale (NGC 3132) ripresa dal James Webb Space Telescope. Il punto evidenziato in rosso a sinistra dell’immagine mostra una galassia il cui bordo sta guardando il telescopio.
© NASA, ESA, CSA, STScI
Dev’esserci una stella morente al centro della Nebulosa dell’Anello Meridionale. Ma grazie al James Webb Space Telescope e alla sua visione a infrarossi unica, ora sappiamo che non è del tutto vero: ci sono due stelle al centro della nebulosa. Il telescopio spaziale può vedere solo la seconda stella grazie alla sua visione a infrarossi.
© NASA, ESA, CSA, STScI
Il quintetto di Stefan è composto da cinque galassie. Guardando la galassia superiore nella visione nitida del quintetto di Webb, puoi persino vedere cosa sta succedendo al suo centro: all’interno c’è un buco nero supermassiccio che divora la materia all’interno della galassia. Emettono enormi quantità di luce: la loro luce è così brillante da eclissare altre caratteristiche della galassia.
© NASA, ESA, CSA, STScI
La prima immagine sarà presentata dal James Webb Telescope: il cosiddetto campo profondo, dove si possono vedere centinaia o addirittura migliaia di galassie. Grazie all’effetto microlensing (la gravità di un ammasso di galassie in primo piano ingrandisce le galassie sullo sfondo), Webb può fotografare galassie molto vecchie. La galassia più antica scoperta finora nell’immagine si trova a 13,1 miliardi di anni luce di distanza.
© NASA, ESA, CSA, STScI
Lo spettro dell’esopianeta Wasp-69b, creato utilizzando i dati del James Webb Space Telescope, mostra chiaramente la presenza di molecole d’acqua nell’atmosfera del pianeta gassoso, e i ricercatori possono anche leggere la presenza di nuvole dalla curva.
© NASA, ESA, CSA, STScI
Gli astronomi si meravigliano delle strutture tubolari nella Nebulosa Carena (contrassegnate in rosso). Cosa ha fotografato qui il telescopio James Webb?
© NASA, ESA, CSA, STScI
Infatti, il James Webb Space Telescope fornisce non solo bellissime immagini dallo spazio profondo, ma anche numerosi dati per la ricerca. Nel caso dell’immagine “Deep Field”, ad esempio, le prime galassie sono già state valutate. Lo spettro mostra gli elementi “Web” trovati in una galassia di 13,1 miliardi di anni.
© NASA, ESA, CSA, STScI
Webb ha anche esaminato il buco nero supermassiccio nascosto in una delle galassie nel Quintetto di Stephane. Il grafico mostra la composizione del gas attorno al buco nero.
© NASA, ESA, CSA, STScI
Con l’aiuto di Webb, i ricercatori possono analizzare alcune delle galassie più antiche mai osservate.
© NASA, ESA, CSA, STScI
Uno sguardo molto approfondito nell’universo primordiale rivela cose sorprendenti
“Abbiamo esaminato l’universo primordiale per la prima volta e non avevamo idea di cosa avremmo trovato”, afferma Lega. “Si scopre che abbiamo trovato qualcosa di così inaspettato che in realtà è un problema per la scienza”. Il suo collega Ivo Lappi, autore principale dello studio, ricorda di aver lavorato con le registrazioni: “Ho eseguito il software di analisi e ha sputato fuori due numeri: la distanza 13,1 miliardi di anni luce, la massa di 100 miliardi di stelle, e ho quasi sputato fuori il mio caffè. Abbiamo appena scoperto l’impossibile. Impossibilmente presto, galassie incredibilmente enormi.”
Un modo per capire se si tratta di galassie molto vecchie è prendere gli spettri dei singoli oggetti. Ciò consentirà ai ricercatori di determinare le distanze effettive e anche di apprendere di cosa sono fatte le galassie. Con l’aiuto di questi dati, gli scienziati possono anche determinare quanto siano effettivamente massicce le galassie. “Lo spettro ci dirà subito se queste cose sono reali o meno”, spiega Lega. (fattura non pagata)
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