Nova analiza oddaljenih galaksij, ki jih je posnel Nasin vesoljski teleskop James Webb, je pokazala, da so izjemno mlade. Poleg tega imajo kar nekaj izjemnih podobnosti z zelenim grahom, redkim razredom majhnih galaksij na našem kozmičnem dvorišču. Kaj je torej odkril Webbov teleskop?
»S podrobnimi kemičnimi prstnimi odtisi teh zgodnjih galaksij vidimo, da je med njimi morda najbolj primitivna galaksija, kar smo jih doslej prepoznali. Prav tako lahko te galaksije z začetka vesolja povežemo s podobnimi galaksijami v bližini, ki jih lahko podrobneje preučimo,« je dejal James Rhoads, astrofizik z Nasinega centra za vesoljske polete Goddard v Greenbeltu v Marylandu, ki je ugotovitve predstavil na 241. srečanju Ameriškega astronomskega društva v Seattlu.
Galaksije zelenega graha
Galaksije zelenega graha so leta 2009 odkrili in poimenovali prostovoljci, ki so sodelovali v projektu Galaxy Zoo, v okviru katerega znanstveniki pomagajo razvrščati galaksije na slikah, začenši s slikami iz Sloanovega digitalnega pregleda neba. Te galaksije so izstopale kot majhne, okrogle, nerazločene pike z izrazito zelenim odtenkom, kar je posledica tako barv, dodeljenih različnim filtrom na sestavljenih posnetkih raziskave, kot tudi lastnost samih galaksij.
Zelene barve galaksij so nenavadne, ker precejšen del njihove svetlobe prihaja iz jasno žarečih oblakov plina. Plini oddajajo svetlobo določenih valovnih dolžin – za razliko od zvezd, ki ustvarjajo mavrični spekter neprekinjenih barv. Galaksije v zrnu graha so tudi precej kompaktne, običajno imajo premer le približno 5000 svetlobnih let ali približno 5 odstotkov velikosti naše galaksije.
»Grahi so morda majhni, vendar je njihova dejavnost nastajanja zvezd za njihovo velikost nenavadno intenzivna, zato proizvajajo svetlo ultravijolično svetlobo,« je dejal Keunho Kim, podoktorski raziskovalec na Univerzi v Cincinnatiju in član skupine za analizo. »Zahvaljujoč ultravijoličnim slikam zelenega graha, ki jih je posnel Hubble, in zemeljskim raziskavam o zgodnjih galaksijah, v katerih nastajajo zvezde, je jasno, da imata obe galaksiji to lastnost.«
Tisoče galaksij v kopici
Julija 2022 so NASA in njeni partnerji v Webbovi misiji objavili najglobljo in najostrejšo infrardečo sliko oddaljenega vesolja doslej, na kateri je bilo ujetih na tisoče galaksij v kopici, znani kot SMACS 0723, in za njo. Kopica je zaradi svoje mase gravitacijska leča, ki povečuje in popači videz galaksij v ozadju. Med najšibkejšimi galaksijami za kopico je bila trojica kompaktnih infrardečih objektov, ki so bili videti, kot da bi bili daljni sorodniki zelenega graha. Najbolj oddaljena od teh treh galaksij je bila povečana za približno 10-krat, kar je pomenilo pomembno pomoč narave poleg zmogljivosti teleskopa brez primere.
Webbov teleskop je naredil več kot le posnetek kopice – njegov instrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) je zajel tudi spektre izbranih galaksij na prizorišču. Ko so Rhoads in njegovi sodelavci pregledali te meritve in jih popravili za razteg valovne dolžine, ki je posledica širjenja prostora, so opazili, da se značilne lastnosti, ki jih oddajajo kisik, vodik in neon, presenetljivo podobni tistim, ki jih vidimo iz bližnjega zelenega graha.
Poleg tega so Webbovi spektri prvič omogočili merjenje količine kisika v teh galaksijah ob vesoljski zori.
Težji elementi se vključijo v plin
Ko zvezde proizvajajo energijo, lažje elemente, kot sta vodik in helij, pretvarjajo v težje. Ko zvezde eksplodirajo ali ob koncu svojega življenja izgubijo svoje zunanje plasti, se ti težji elementi vključijo v plin, ki tvori naslednje zvezdne generacije, in proces se nadaljuje. V vesoljski zgodovini so zvezde nenehno bogatile vesolje.
Dve od Webbovih galaksij vsebujeta približno 20 odstotkov kisika, kolikor ga je v naši galaksiji. Podobni sta tipičnim zelenim grahom, ki pa kljub temu predstavljajo manj kot 0,1 odstotek bližnjih galaksij, opazovanih v raziskavi Sloan. Tretja preučevana galaksija je še bolj nenavadna.
»Te objekte vidimo takšne, kot so obstajali pred 13,1 milijarde let, ko je bilo vesolje staro približno 5 odstotkov sedanje starosti,« je povedala Goddardova raziskovalka Sangeeta Malhotra. »Vidimo, da so to mlade galaksije v vseh pogledih – polne mladih zvezd in žarečega plina, ki vsebuje le malo kemičnih produktov, recikliranih od prejšnjih zvezd. Ena od njih vsebuje le 2 odstotka kisika v primerjavi z galaksijo, kot je naša, in je morda kemijsko najbolj primitivna galaksija doslej.«
Novinar
