James Webb Telescope odhaluje galaxie „Sleeping Beauty“ v raném vesmíru – snoozing tam, kde neměli existovat
Astronomové objevili více než tucet „spících“ galaxií, které pozastavily jejich formaci hvězd během prvních miliard let poté Velký třesk.
Objev vytvořený z dat z James Webb Space Telescope (Jwst)Osvětluje fascinující fázi v životech raných galaxií a může poskytnout více stop o tom, jak se vyvíjejí galaxie.
Existuje několik důvodů, proč galaxie mohou přestat vytvářet nové hvězdy. Jedním z nich je přítomnost supermassive Černé díry v jejich centrech. Tyto monstruony emitují intenzivní záření, které zahřívá a vyčerpává studený plyn, nejdůležitější složku pro tvorbu hvězd. Kromě toho mohou větší sousední galaxie odstranit tento chladný plyn nebo jej zahřát, což vede k zastavení ve formaci hvězd. Výsledkem je, že tyto galaxie mohou zůstat spíše na neurčito, nebo se stát “uhasit“
Dalším důvodem, proč se galaxie stanou neaktivní, je hvězdná zpětná vazba. Tehdy se plyn v galaxii zahřeje a vyloučí kvůli hvězdným procesům, jako jsou supernovy, intenzivní hvězdný větry nebo tlak spojený s hvězdným světlem. Galaxie tak prochází dočasným „tichým“ obdobím.
„Jedná se obvykle o dočasnou fázi, která obvykle trvá asi 25 milionů let,“ Alba Covelo PazDoktorský student na Ženevské univerzitě a hlavní autor nové studie popisující zjištění, řekl Live Science v e -mailu. Během milionů let spadne plyn, který byl vytlačen, a teplý plyn se znovu ochladí. Jakmile je opět dostatek studeného plynu, může galaxie začít vytvářet nové hvězdy.
Zatímco spící fáze je běžně pozorována v nedalekých galaxiích, astronomové našli v prvních miliardách let vesmíru pouze čtyři spící galaxie. Z nich tři měly masy pod miliardou solárních hmot a jeden měl hmotnost nad 10 miliard solárních hmot. Omezená pozorování a rozptýlené vlastnosti spících galaxií nebyly dostatečné k získání jasného obrazu o časné tvorbě hvězd.
Pomocí citlivých spektroskopických dat JWST však mezinárodní tým astronomů objevil 14 spících galaxií s širokou škálou mas v raném vesmíru, což ukazuje, že spící galaxie nejsou omezeny na nízké nebo velmi vysoké hmotnostní rozsahy.
Zjištění byla nahrána do databáze předtiskem arxiv 27. června a dosud nebyly recenzovány.
Brát dech
Vědci neočekávali, že v raném vesmíru uvidí spící galaxie. Protože tyto galaxie jsou mladé, měli by silně tvořit mnoho nových hvězd, pomysleli si astronomové. Ale v roce 2024 papírVědci popsali první objev spící galaxie v raném vesmíru.
„První objev spící galaxie v raném vesmíru byl takový šok, protože ta galaxie byla předtím pozorována s Hubbleem, ale nemohli jsme vědět, že to bylo spící až do JWST,“ řekl Paz.
Je to proto, že na rozdíl od Hubbleový vesmírný dalekohledNástroj NIRSPEC JWST může vidět světlo z těchto galaxií, které byly červeně posílány na vlnové délky téměř infračervené, a také o něm poskytují spektroskopické detaily.
Astronomové byli zvědaví, proč časné galaxie přestaly vytvářet hvězdy a zda to bylo běžné mezi širokou škálou hvězdných mas. Jednou hypotézou bylo, že galaxie měly výbuchy tvorby hvězd a poté tichá období, než začaly znovu. Paz a její tým hledali galaxie, které byly mezi výbuchy formace hvězd. Používali veřejně dostupná data galaxie v Dawn Jwst Archive.
Zkoumali světlo asi 1600 galaxií a hledali známky nových hvězd, které se nevytváří. Zaměřili se také na jasné podpisy středních nebo starých hvězd ve světle galaxií. Tým našel 14 galaxií, v rozmezí od asi 40 milionů do 30 miliard solárních hmot, které pozastavily formaci hvězd.
„Nyní jsme zjistili, že 14 zdrojů podporuje tento proces burstness a zjistili jsme, že všichni z nich zastavili tvorbu hvězd mezi 10 (miliony) a 25 miliony let, než jsme je pozorovali,“ vysvětlil Paz. To znamená, že bylo zjištěno, že těchto 14 galaxií sleduje spíše stop-and-go módu formace hvězd než nepřetržitě vytvářející hvězdy a byly tiché po dobu nejméně 10 milionů až 25 milionů let.
Tato relativně krátká snooze naznačuje, že hvězdná zpětná vazba, jako jsou supernovy nebo hvězdné větry, způsobily, že ztichly a že nakonec mohou restartovat své hvězdné továrny, řekl Paz.
Dodala však stále nejistota. „Nemůžeme to jistě potvrdit, protože nevíme, jak dlouho zůstanou spící, a pokud se náhodou zůstanou spící dalších 50 milionů let, znamenalo by to, že příčina jejich kalení je jiná,“ vysvětlil Paz.
Tento scénář by naznačoval, že galaxie jsou mrtvé. Současné vlastnosti těchto galaxií však podporují cyklus záchvatů a spuštění.
Protože spící galaxie jsou tak vzácné, mnoho o nich zůstává záhadné. Astronomové však doufají, že budoucí pozorování pomohou vrhnout světlo na tyto továrny na snoozing. Nadcházející program JWST s názvem „Sleeping Beauties“ se bude věnovat objevování spících galaxií v raném vesmíru, řekl Paz. Tento program umožní astronomům odhadnout, jak dlouho zůstává galaxie v této tiché fázi a pomůže jim porozumět procesu formování hvězdy.
„Pro nás je stále mnoho neznámých, ale jsme o krok blíže k odhalení tohoto procesu,“ řekl Paz.
