Η ανακάλυψη ανατρέπει όσα θεωρούσαν δεδομένα οι επιστήμονες
Μια απρόσμενη ανακάλυψη έκανε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) καθώς εντόπισε έναν γαλαξία στο πρώιμο σύμπαν, ο οποίος είναι τόσο τεράστιος, που δεν θα έπρεπε να υπάρχει! Όπως αναφέρουν οι συγγραφείς της μελέτης σχετικά με την ανακάλυψη αυτή, θέτοντας μια «σημαντική πρόκληση» για το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας.
Ο γαλαξίας, που ονομάζεται ZF-UDS-7329, περιέχει περισσότερα
αστέρια από τον Γαλαξία μας, παρά το γεγονός ότι έχει σχηματιστεί τα πρώτα 800
εκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος, το οποίο μετρά 13,8 δισεκατομμύρια έτη ζωής.
Αυτό τοποθετεί τη γέννηση του εν λόγω γαλαξία περίπου 1,5 δισ. χρόνια πριν από
αυτό που περίμεναν οι επιστήμονες. Αυτό σημαίνει ότι τα αστέρια του γεννήθηκαν με
κάποιο τρόπο χωρίς η σκοτεινή ύλη να προκαλέσει τον σχηματισμό τους (καθώς δεν
είχε ακόμα διαμορφωθεί), σε αντίθεση με αυτό που οι επιστήμονες θεωρούν ότι
συμβαίνει στο τυπικό μοντέλο σχηματισμού γαλαξιών.
Το πώς θα μπορούσε να συμβεί αυτό είναι ασαφές, αλλά όπως
και οι προηγούμενες ανακαλύψεις του James Webb για άλλους ανεξήγητα τεράστιους
γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν, απειλεί να ανατρέψει την κατανόησή μας για το πώς
σχηματίστηκε η πρώτη ύλη στο σύμπαν, ή πιθανώς ακόμη και το τυπικό μοντέλο της
ίδιας της κοσμολογίας. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στις 14
Φεβρουαρίου στο περιοδικό Nature. Αξίζει να σημειωθεί ότι το James Webb έχει
ανακαλύψει κι άλλους πρώιμους μεγάλους γαλαξίες, ωστόσο κανείς δεν ήταν τόσο
μεγάλος όσο ο ZF-UDS-73.
«Το να έχουμε αυτούς τους εξαιρετικά τεράστιους γαλαξίες
τόσο νωρίς στο σύμπαν θέτει σημαντικές προκλήσεις για το τυπικό μας μοντέλο της
κοσμολογίας», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Κλαούντια Λάγκος,
αναπληρώτρια καθηγήτρια αστρονομίας στο Διεθνές Κέντρο Ραδιοαστρονομικής
Έρευνας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι τεράστιες δομές της σκοτεινής ύλης,
οι οποίες πιστεύεται ότι είναι απαραίτητα συστατικά για τη συγκρότηση των
πρώιμων γαλαξιών, δεν είχαν ακόμη σχηματιστεί σε τόσο πρώιμο χρόνο στο σύμπαν,
πρόσθεσε η Λάγκος.
Το φως ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα μέσα στο κενό του
διαστήματος, επομένως όσο πιο βαθιά κοιτάμε το σύμπαν, τόσο πιο απομακρυσμένο
φως εντοπίζουμε και τόσο πιο πίσω στο χρόνο βλέπουμε. Αυτό έδωσε τη δυνατότητα
στους ερευνητές να χρησιμοποιήσουν το JWST για να εντοπίσουν τον ZF-UDS-7329,
τον οποίο τον είδαν ενώ αυτό βρίσκεται περίπου 11,5 δισεκατομμύρια χρόνια στο
παρελθόν.
Μελετώντας τα φάσματα του φωτός που προέρχονται από τα
αστέρια αυτού του εξαιρετικά απομακρυσμένου γαλαξία, οι ερευνητές διαπίστωσαν
ότι τα αστέρια γεννήθηκαν 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν από αυτήν την
παρατήρηση, ή περίπου πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι αστρονόμοι δεν είναι σίγουροι πότε άρχισαν να
συγκεντρώνονται τα πρώτα σφαιρίδια αστεριών στους γαλαξίες που βλέπουμε σήμερα,
αλλά οι προηγουμένως υπολόγιζαν ότι η διαδικασία ξεκίνησε αργά μέσα στα πρώτα
εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Οι τρέχουσες θεωρίες προτείνουν ότι η άλως της σκοτεινής
ύλης (μια μυστηριώδης και αόρατη ουσία που πιστεύεται ότι αποτελεί το 25% του
σημερινού σύμπαντος) συνδυάστηκε με αέρια, για να σχηματίσουν οι πρώτοι «σπόροι»
των γαλαξιών. Μετά από 1 δισεκατομμύριο έως 2 δισεκατομμύρια χρόνια ζωής του
σύμπαντος, οι πρώτοι πρωτογαλαξίες έφτασαν στη συνέχεια στην… εφηβεία τους,
σχηματίζοντας νάνους γαλαξίες που άρχισαν να καταβροχθίζονται μεταξύ τους, για
να γίνουν γαλαξίες μεγέθους σαν τον δικό μας.
Ωστόσο, η νέα ανακάλυψη προκαλεί αμφιβολίες στους επιστήμονες
για τα όσα πίστευαν ότι γνώριζαν. Ο εν λόγω γαλαξίας διαμορφώθηκε όχι μόνο
χωρίς να υπάρχει αρκετή συσσωρευμένη σκοτεινή ύλη για να δημιουργήσει τους πρώτους
σπόρους αστέρων, αλλά σχετικά πολύ νωρίς κατά τη διάρκεια της ζωής του μετά από
μια ξαφνική έκρηξη σχηματισμού άστρων, ο γαλαξίας σταμάτησε απότομα να
δημιουργεί νέα αστέρια.
«Αυτό ωθεί την τρέχουσα κατανόησή μας σχετικά με το πώς
σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες στα όρια της», δήλωσε ο
συν-συγγραφέας της μελέτης Θεμίγια Ναναγιακάρα, αστρονόμος στο Τεχνολογικό
Πανεπιστήμιο Σουίνμπαρν στην Αυστραλία. «Το βασικό ερώτημα τώρα είναι πώς ορισμένοι
γαλαξίες σχηματίστηκαν τόσο νωρίς στο σύμπαν και ποιοι μυστηριώδεις μηχανισμοί τους
οδήγησαν να σταματήσουν να σχηματίζουν αστέρια απότομα, όταν το υπόλοιπο σύμπαν
συνέχισε το κάνει».
Τα επόμενα βήματα των ερευνητών θα είναι να αναζητήσουν
περισσότερους γαλαξίες σαν αυτόν. Εάν βρουν κάτι παρόμοιο σημαίνει ότι θα
ανατραπούν πλήρως τα όσα πιστεύουμε σχετικά με το πώς σχηματίστηκαν οι
γαλαξίες, λένε οι ερευνητές.