Obiectele luminoase, descoperite în Universul timpuriu, îi derutează pe oamenii de știință

O descoperire recentă a Telescopului Spațial James Webb (JWST) al NASA a confirmat faptul că obiectele luminoase, foarte roșii, detectate anterior în Universul timpuriu dau peste cap gândirea convențională cu privire la originile și evoluția galaxiilor și a găurilor negre supermasive ale acestora.

O echipă internațională, condusă de cercetători de la Penn State, folosind instrumentul NIRSpec de la bordul JWST în cadrul sondajului RUBIES, a identificat trei obiecte misterioase în Universul timpuriu, la aproximativ 600-800 de milioane de ani după Big Bang, când Universul avea doar 5% din vârsta sa actuală. Ei au anunțat descoperirea în Astrophysical Journal Letters.

Echipa a studiat măsurătorile spectrale, sau intensitatea diferitelor lungimi de undă ale luminii emise de obiecte. Analiza lor a găsit semnături ale unor stele „vechi” de sute de milioane de ani, mult mai vechi decât se așteaptă într-un Univers tânăr.

Cercetătorii au declarat că au fost, de asemenea, surprinși să descopere semnături ale unor găuri negre supermasive uriașe în aceleași obiecte, estimând că acestea sunt de 100 până la 1.000 de ori mai masive decât gaura neagră supermasivă din propria noastră Calea Lactee. Niciuna dintre acestea nu este așteptată în modelele actuale de creștere a galaxiilor și de formare a găurilor negre supermasive, care se așteaptă ca galaxiile și găurile lor negre să crească împreună de-a lungul miliardelor de ani de istorie cosmică.

„Am confirmat că acestea par să fie pline de stele vechi – vechi de sute de milioane de ani – într-un univers care are doar 600-800 de milioane de ani. Remarcabil, aceste obiecte dețin recordul pentru cele mai timpurii semnături ale luminii stelelor vechi”, a declarat Bingjie Wang, cercetător postdoctoral la Penn State și autor principal al lucrării.

Indicii despre evoluția galaxiilor și a găurilor negre supermasive

Cercetătorii au observat pentru prima dată obiectele masive în iulie 2022, când a fost lansat setul inițial de date de la JWST. Echipa a publicat un articol în Nature câteva luni mai târziu, anunțând existența obiectelor.

La momentul respectiv, cercetătorii au suspectat că obiectele erau galaxii, dar și-au continuat analiza prin prelevarea de spectre pentru a înțelege mai bine adevăratele distanțe ale obiectelor, precum și sursele care alimentează lumina lor imensă.

Cercetătorii au folosit apoi noile date pentru a contura o imagine mai clară a aspectului galaxiilor și a ceea ce se afla în interiorul lor. Echipa nu numai că a confirmat că obiectele erau într-adevăr galaxii aflate aproape de începutul timpurilor, dar a găsit și dovezi ale unor găuri negre supermasive surprinzător de mari și ale unei populații de stele surprinzător de vechi.

JWST este echipat cu instrumente de detectare în infraroșu capabile să observe lumina emisă de cele mai vechi stele și galaxii. În esență, telescopul permite oamenilor de știință să vadă înapoi în timp cu aproximativ 13,5 miliarde de ani, aproape de începutul Universului așa cum îl știm.

Cercetătorii au observat pentru prima dată obiectele masive în iulie 2022

Una dintre provocările analizei luminii străvechi este că poate fi dificil să se facă diferența între tipurile de obiecte care ar fi putut emite lumina. În cazul acestor obiecte timpurii, ele au caracteristici clare atât ale găurilor negre supermasive, cât și ale stelelor vechi.

Cu toate acestea, a explicat Wang, nu este clar cât de mult din lumina observată provine de la fiecare – ceea ce înseamnă că acestea ar putea fi galaxii timpurii care sunt neașteptat de vechi și mai masive chiar decât propria noastră Calea Lactee, formându-se mult mai devreme decât prevăd modelele, scrie EurekAlert.

În afară de masa și vârsta lor inexplicabile, dacă o parte din lumină provine într-adevăr de la găuri negre supermasive, atunci acestea nu sunt găuri negre supermasive normale. Ele produc mult mai mulți fotoni ultravioleți decât era de așteptat, iar obiectele similare studiate cu alte instrumente nu au semnăturile caracteristice ale găurilor negre supermasive, cum ar fi praful fierbinte și emisia puternică de raze X.

Vă recomandăm să mai citiți și:

„Particulele-fantomă” ar putea fi secretul din spatele celor mai grele elemente din Univers

Comportamentul neașteptat al stelelor pulsatoare ne-ar putea ajuta să măsurăm Universul

Oamenii de știință încearcă să afle care este forma Universului

Cercurile radio ciudate din Univers, un fenomen care nedumerește astronomii