U ranom Svemiru, mnogo prije nego što su trebali imati vremena narasti, astronomi su pronašli ono što nazivaju ‘crvenim čudovištima’: tri velike galaksije, velike gotovo kao Mliječni put.
To je direktno otkriće iz nekoliko razloga – među kojima je ne samo kontradikcija koju predstavlja za naše razumijevanje kako su galaksije nastale, piše Sience Alert.
“Pitanje ‘nemoguće’ masivnih galaksija nedugo nakon Velikog praska mučilo je astronome još od prvih slika svemirskog teleskopa Jamesa Webba”, kaže astronom Ivo Labbé sa Tehnološkog univerziteta Swinburne.
“Ovo je slično pronalaženju malog djeteta teškog 100 kilograma. JWST je sada dokazao da čudovišta lutaju ranim svemirom.”
“Na temelju pažljivog promatranja i analize, imamo prilično dobru ideju o tome koliko se kosmičkih procesa odvija. Ali jedan ključni vremenski period nam izmiče: rani Svemir, poznat kao Kosmička zora, prva milijarda godina nakon Velikog praska.
Imamo neke ideje o tome koliko se brzo Svemir sakupio od primordijalne plazme koja je prožimala rani kosmos, ali dokaze posmatranja bilo je malo teže dobiti. S pojavom JWST-a uspjeli smo prikupiti te dokaze. Kako se daleki prostori svemira udaljavaju, svjetlost iz objekata unutar njega rasteže se do infracrvenih valnih dužina pomoću kojih moćni svemirski teleskop promatra svemir, dajući nam dosad najjaču sondu za Kozmičku zoru.
Prema našim modelima, galaksijama je potrebno neko vrijeme da se sastave i narastu. Nismo sasvim sigurni u pojedinosti, ali najpopularniji model uključuje mrlje tamne tvari u koje se gravitacijski skuplja barionska (ili normalna) tvar. Kako se nakuplja sve više i više barionske materije, ona se počinje spajati u zvijezde, vrteći se oko goleme crne rupe u galaktičkom centru”, navode istraživači.
Iako se galaksije pojavljuju prilično brzo nakon Velikog praska, stopa kojom rastu smatrala se presporom da bi se masivne galaksije pojavile tikom Kosmičke zore. Dakle, kada je JWST svoje zlatno oko usmjerio prema ranom Svemiru i tamo počeo vidjeti znakove galaksija većih od očekivanih, astronomi i kosmolozi bili su zbunjeni.
Jedno potencijalno objašnjenje ponuđeno ranije ove godine je da te prevelike galaksije nisu tako velike kao što izgledaju; svjetlost koju emitira materijal oko njihovih centralnih crnih rupa samo je vrlo svijetla, zbog čega se galaksije čine većima nego što jesu. A nedavno otkriće otkrilo je da crne rupe mogu, na kratke periode, osvijetliti svoje galaksije vrlo visokom svjetlinom.
To može biti slučaj s nekim galaksijama. Ali novo istraživanje, koje je vodio astronom Mengyuan Xiao sa Univerziteta u Ženevi u Švicarskoj, pokazuje da je, barem u nekim slučajevima, kada izgleda kao masivna galaksija i kvoca kao masivna galaksija, to doista masivna galaksija.
Posmatranja su provedena za JWST-ov FRESCO program, međunarodnu saradnju za dobivanje tačnih mjerenja udaljenosti i mase za galaksije u ranom Svemiru. Većina galaksija koje je tim proučavao odgovara postojećim modelima evolucije galaksija, ali tri su se stvarno isticale kao abnormalne.
Svako od ovih crvenih čudovišta bilo je veličine gotovo Mliječnog puta. Nijedan od njih zapravo ne proturječi trenutnom kosmološkom modelu, niti vodećoj teoriji za tamnu tvar; ali oni sugeriraju da galaksije pretvaraju barionsku materiju u zvijezde dva do tri puta većom brzinom od najučinkovitijih galaksija koje stvaraju zvijezde kasnije u novijim epohama svemira.
Ali galaksije dovode u pitanje naše razumijevanje brzine formiranja zvijezda. Ako je galaksija vrlo aktivna, trebala bi sadržavati visoku stopu povratne sprege – sile koje guraju materijal koji stvara zvijezde dalje, ograničavajući brzinu kojom se nove zvijezde mogu formirati. Dakle, ne iznenađuje da postoji nešto što ne znamo.
“Sadašnji modeli ne uspijevaju objasniti kako je moguće da je stvaranje zvijezda tako super-učinkovito, vrlo rano u Svemiru”, kaže Labbé.
“Uobičajena pretpostavka je da eksplodirajuće zvijezde i supermasivne crne rupe ubijaju stvaranje zvijezda, pušući svijeću. Nema sumnje da će nam buduća Webbova promatranja dati tragove o tome što propuštamo.”