Zaglądając głęboko we wczesny Wszechświat za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, astronomowie odkryli coś bezprecedensowego: galaktykę o dziwnej sygnaturze świetlnej, którą przypisują zawartemu w niej gazowi przyćmiewającemu gwiazdy. Odkryta około miliard lat po Wielkim Wybuchu galaktyka GS-NDG-9422 (9422) może stanowić brakujące ogniwo w ewolucji galaktycznej pomiędzy pierwszymi gwiazdami Wszechświata a znanymi, dobrze znanymi galaktykami.
„Moją pierwszą myślą, gdy patrzyłem na widmo galaktyki, było: «to dziwne», i właśnie do tego właśnie miał odkryć teleskop Webba: zupełnie nowe zjawiska we wczesnym Wszechświecie, które pomogą nam zrozumieć, jak zaczęła się kosmiczna historia” – powiedział kierownik badacz Alex Cameron z Uniwersytetu Oksfordzkiego.
Cameron skontaktował się z kolegą Harleyem Katzem, teoretykiem, aby omówić dziwne dane. Pracując razem, ich zespół odkrył, że komputerowe modele kosmicznych obłoków gazu podgrzewanych przez bardzo gorące, masywne gwiazdy do tego stopnia, że gaz świecił jaśniej od gwiazd, niemal idealnie pasowały do obserwacji Webba.
„Wygląda na to, że te gwiazdy muszą być znacznie gorętsze i masywniejsze niż to, co widzimy we wszechświecie lokalnym, co ma sens, ponieważ wczesny Wszechświat miał zupełnie inne środowisko” – powiedział Katz z Oksfordu i Uniwersytetu w Chicago.
We wszechświecie lokalnym typowe gorące, masywne gwiazdy mają temperaturę w zakresie od 40 000 do 50 000 stopni Celsjusza (70 000 do 90 000 stopni Fahrenheita). Według zespołu galaktyka 9422 ma gwiazdy o temperaturze wyższej niż 140 000 stopni Fahrenheita (80 000 stopni Celsjusza).
Zespół badawczy podejrzewa, że galaktyka znajduje się w trakcie krótkiej fazy intensywnego powstawania gwiazd wewnątrz obłoku gęstego gazu, w wyniku którego powstaje duża liczba masywnych, gorących gwiazd. W obłok gazu uderzana jest tak duża liczba fotonów światła gwiazd, że świeci niezwykle jasno.
Oprócz swojej nowości, gaz mgławicowy przyćmiewający gwiazdy jest intrygujący, ponieważ jest przewidywany w środowiskach gwiazd pierwszej generacji wszechświata, które astronomowie klasyfikują jako gwiazdy III populacji.
„Wiemy, że w tej galaktyce nie ma gwiazd III populacji, ponieważ dane Webba pokazują zbyt dużą złożoność chemiczną. Jednak jej gwiazdy różnią się od tych, które znamy – egzotyczne gwiazdy w tej galaktyce mogą być przewodnikiem do zrozumienia, jak galaktyki przekształciły się z gwiazd pierwotnych w typy galaktyk, które już znamy” – powiedział Katz.
W tym momencie galaktyka 9422 jest jednym z przykładów tej fazy rozwoju galaktyki, więc nadal pozostaje wiele pytań, na które należy odpowiedzieć. Czy takie warunki są powszechne w galaktykach w tym okresie, czy też zdarzają się rzadko? Co więcej mogą nam powiedzieć o jeszcze wcześniejszych fazach ewolucji galaktyk? Cameron, Katz i ich współpracownicy aktywnie identyfikują kolejne galaktyki, które można dodać do tej populacji, aby lepiej zrozumieć, co działo się we wszechświecie w ciągu pierwszego miliarda lat po Wielkim Wybuchu.
„To bardzo ekscytujący czas, móc wykorzystać teleskop Webba do zbadania tego okresu we wszechświecie, który był kiedyś niedostępny” – powiedział Cameron. „Jesteśmy dopiero na początku nowych odkryć i zrozumienia”.
Artykuł badawczy został opublikowany w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.