La nostra comprensione di come si formano le galassie e della natura della materia oscura potrebbe essere completamente sconvolta da nuove osservazioni di ammassi stellari di galassie ancora più grandi. via Lattea Di più di 11 miliardi di anni fa, che non avrebbe dovuto esistere.
Articolo pubblicato in natura Risultati dettagliati utilizzando nuovi dati provenienti dal James Webb Space Telescope (JWST). I risultati mostrano che una galassia massiccia nell’universo primordiale – osservata 11,5 miliardi di anni fa (spostamento verso il rosso cosmologico di 3,2) – ha una popolazione di stelle molto antica che si è formata molto prima – 1,5 miliardi di anni fa (spostamento verso il rosso di circa 11). Questa osservazione capovolge i modelli attuali, poiché non si accumula abbastanza materia oscura in concentrazioni sufficienti per formarsi.
Il professore Karl Glazebrook della Swinburne University of Technology ha guidato lo studio e il team internazionale che ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb per effettuare osservazioni spettroscopiche di questa galassia massiccia e silenziosa.
“Abbiamo inseguito questa particolare galassia per sette anni e abbiamo passato ore a osservarla con i due più grandi telescopi sulla Terra per scoprirne l'età. Ma era così rossa e così debole che non potevamo misurarla. Alla fine, abbiamo dovuto scendi dalla Terra e usa il telescopio spaziale James Webb per confermare la sua natura.
Il telescopio spaziale James Webb della NASA è il successore del telescopio spaziale Hubble, il più potente osservatorio scientifico a infrarossi mai inviato nello spazio. Da un'orbita a circa un milione di miglia dalla Terra, Webb studia alcuni degli oggetti più distanti nell'universo. Credito: NASA
La formazione delle galassie è un modello fondamentale supportato dall’astrofisica moderna che prevede un forte calo del numero di galassie massicce nelle prime epoche cosmiche. Galassie quiescenti estremamente massicce sono state osservate da uno a due miliardi di anni fa la grande esplosione Il che sfida i modelli teorici precedenti.
L'illustre professor Glazebrook ha lavorato con importanti ricercatori di tutto il mondo, tra cui la dottoressa Themiya Nanayakkara, il dottor Lalitwadi Kawinwanichakij, il dottor Colin Jacobs, il dottor Harry Chittenden, il professore associato Glenn G Kacprzak e il professore associato Ivo Lappé dello Swinburne Center for Astrophysicals and Supercomputing. .
“Si è trattato in gran parte di un lavoro di squadra, dalle rilevazioni del cielo a infrarossi che abbiamo iniziato nel 2010 che hanno portato all’identificazione di questa galassia come insolita, alle nostre lunghe ore a Keck e Telescopio molto grande Abbiamo provato, ma non ci siamo riusciti, a confermarlo, fino all'anno scorso, quando abbiamo compiuto uno sforzo enorme per capire come elaborare i dati del telescopio spaziale James Webb e analizzare questo spettro.
“Ora stiamo andando oltre ciò che è stato possibile per confermare i più antichi mega-mostri pacifici esistenti nelle profondità dell'universo”, afferma la dottoressa Themiya Nanayakkara, che ha guidato l'analisi spettroscopica dei dati del telescopio spaziale James Webb.
“Ciò allarga i confini della nostra attuale comprensione di come le galassie si formano ed evolvono. La domanda chiave ora è come si sono formate così rapidamente e così presto nell'universo, e quali misteriosi meccanismi li portano a impedire loro di formare improvvisamente stelle quando il resto del mondo si è formato.” l'universo lo fa.”
La professoressa associata Claudia Lagos del Centro internazionale per la ricerca sulla radioastronomia dell'Università dell'Australia occidentale (Ripetere) è stato cruciale nello sviluppo di modelli teorici dell'evoluzione delle concentrazioni di materia oscura per lo studio.
“La formazione delle galassie è in gran parte determinata da quanto è concentrata la materia oscura”, afferma. “La presenza di queste galassie estremamente massicce così presto nell'universo pone grandi sfide al nostro modello standard di cosmologia. Questo perché non crediamo che le massicce strutture di materia oscura che ospitano queste massicce galassie non abbiano ancora avuto il tempo di formarsi.” le osservazioni sono necessarie per capire quanto siano comuni queste galassie e per aiutarci a capire quanto siano realmente massicce queste galassie.
Il professor Glazebrook spera che questo costituisca un nuovo passo avanti nella nostra comprensione della fisica della materia oscura.
“Il telescopio spaziale James Webb ha trovato prove crescenti della formazione precoce di galassie massicce. Questo risultato stabilisce un nuovo record per questo fenomeno. Sebbene sia molto sorprendente, si tratta solo di un oggetto. Ma speriamo di trovarne molti altri, e se lo facciamo “Corromperà le nostre idee sulla formazione delle galassie.”
Riferimento: “Una galassia massiccia che formò le sue stelle a z ~ 11” di Karl Glazebrook, Thymia Nanayakkara, Corentin Schreiber, Claudia Lagos, Lalitwadi Kawinwanichakij, Colin Jacobs, Harry Chittenden, Gabriel Brammer, Glenn G. Kaprzak, Ivo Labpi, Danilo Marchesini , Z. Semel-Marsan, Pascal A. Oish, Casey Papovich, Rhea-Sylvia Remus, Kim-VH. Tran, James Esdell e Angel Chandro-Gomez, 14 febbraio 2024, natura.
doi: 10.1038/s41586-024-07191-9
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