Una settimana dopo, gli astronomi hanno trovato una galassia più profonda nel tempo

Ingrandisci / Il James Webb Space Telescope continua a mantenere le sue promesse di scoprire le prime galassie.

Nasa

I dati del telescopio spaziale Webb sono finiti nelle mani degli astronomi solo nelle ultime settimane, ma l’hanno aspettato per anni e sembra che le analisi siano a posto. Il risultato è stato come una corsa indietro nel tempo, quando nuove scoperte hanno trovato oggetti che si sono formati molto più vicini al Big Bang che ha prodotto il nostro universo. la settimana scorsa, Una di queste ricerche Una galassia che esisteva è apparsa meno di 400 milioni di anni dopo il Big Bang. Questa settimana, una nuova analisi ha rivelato una galassia apparsa appena 233 milioni di anni dopo l’emergere dell’universo.

Questa scoperta è un felice sottoprodotto del lavoro progettato per rispondere a una domanda più generale: quante galassie dovremmo aspettarci di vedere in diversi momenti dopo il Big Bang?

Tornare in tempo

Come riportato la scorsa settimana, l’universo primordiale era opaco alla luce a qualsiasi lunghezza d’onda trasportando più energia di quella necessaria per ionizzare l’idrogeno. Questa energia si trova nella porzione ultravioletta dello spettro, ma lo spostamento verso il rosso causato dai 13 miliardi di anni di espansione dell’universo ha spostato questo punto limite nella porzione infrarossa dello spettro. Per trovare le galassie di questo periodo, dobbiamo cercare oggetti che non sono visibili a lunghezze d’onda infrarosse più corte (il che significa che la luce era una volta al di sopra del punto di taglio dell’idrogeno), ma che appaiono a lunghezze d’onda di energia inferiore.

Più profondo è il confine tra l’invisibile e il visibile nell’infrarosso, più forte è il redshift e più lontano è l’oggetto. Più un oggetto è lontano, più il tempo è vicino al Big Bang.

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Gli studi su queste galassie possono dirci qualcosa sulle loro proprietà individuali. Ma identificare un grande gruppo di galassie primitive può aiutarci a determinare la velocità con cui si sono formate e identificare eventuali cambiamenti nella dinamica galattica che si sono verificati in un momento specifico nel passato dell’universo. Questo cambiamento nel tempo nella frequenza degli oggetti visibili è chiamato “funzione di luminosità” e sono stati fatti alcuni lavori per descrivere la funzione di luminosità delle prime galassie. Ma le lunghezze d’onda dell’infrarosso delle prime galassie vengono assorbite dall’atmosfera terrestre e quindi devono essere riprese dallo spazio. Questo era uno degli obiettivi di progettazione del telescopio Webb.

Il nuovo lavoro si è concentrato sull’esame della funzione di luminosità delle galassie che si sono formate poco (dal punto di vista astronomico) dopo il Big Bang. Ma durante la creazione di un catalogo delle prime galassie, i ricercatori hanno scoperto quella che sembra essere la galassia più antica mai fotografata.

Selezione del lavoro

I ricercatori hanno utilizzato due fonti di dati per ricostruire l’aspetto delle galassie in diversi momenti. Uno è stato prodotto analizzando il lavoro svolto con un telescopio a infrarossi (ESA vista del telescopio) e lo Spitzer Space Telescope, entrambi i quali hanno ripreso le immagini di galassie che erano relativamente più antiche quando hanno prodotto la luce che ora raggiunge la Terra, circa 600 milioni di anni o più dopo il Big Bang. Altri dati incorporati generati da Webb, inclusi i set di dati analizzati nel documento Segnalaci E la zona è stata filmata Il primo rilascio di immagini pubbliche. In tutti i casi, i ricercatori hanno cercato la stessa cosa: cose che erano presenti alle lunghezze d’onda dell’infrarosso più lunghe ma assenti su quelle più corte.

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In tutto, il team ha identificato 55 galassie lontane, 44 delle quali non erano state osservate prima. Trentanove di loro provengono da dati Web e quel numero include le due antiche galassie identificate la scorsa settimana. I numeri non sono particolarmente accurati per spostamenti verso il rosso più elevati, poiché si basano solo su una o due galassie. Ma in generale, la tendenza è per una graduale diminuzione degli oggetti visibili entro poche centinaia di milioni di anni dal Big Bang, senza bruschi cambiamenti o tagli.

Ma la cosa sorprendente è che ci sono dati per una galassia con uno spostamento verso il rosso molto grande (z = 16,7, per coloro che capiscono queste cose). Questo lo colloca a meno di 250 milioni di anni dopo il Big Bang. Questa distanza dipende in parte dal fatto che il primo filtro di lunghezza d’onda in cui l’oggetto appare sembra essere molto opaco lì, indicando che è debole alle lunghezze d’onda consentite dal filtro. Ciò indica che il taglio della luce indotto dall’idrogeno è vicino al bordo della banda del filtro.

Come le lontane galassie descritte la scorsa settimana, sembra anche avere l’equivalente di un miliardo di soli di materiale sotto forma di stelle. I ricercatori stimano che potrebbe aver iniziato a formare stelle 120 milioni di anni dopo il Big Bang, e certamente lo ha fatto 220 milioni di anni fa.

I ricercatori sono abbastanza fiduciosi che questa nuova galassia sia una vera scoperta: “Dopo ricerche approfondite, al momento non possiamo trovare alcuna spiegazione ragionevole per questo oggetto, a parte una nuova galassia redshift”. E aggiungendo una seconda conferma indipendente delle precedenti scoperte di galassie, aumenta notevolmente la nostra fiducia in quelle scoperte. Tutto ciò suggerisce che il nuovo telescopio mantiene le promesse, almeno in termini di prime galassie.

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La grande domanda ora è cosa apparirà quando saranno puntati su regioni con lenti alte, che potrebbero essere in grado di ingrandire gli oggetti fino a un punto in cui possiamo immaginare le strutture all’interno di queste prime galassie. Probabilmente l’abbiamo già fatto, ma dovremo aspettare che le descrizioni appaiano nel file arXiv.

file arXiv. Numero astratto: 2207.12356 (A proposito di arXiv).

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