Vesmírny teleskop Jamesa Webba mohol nájsť niektoré z prvých hviezd

Posted On: 5 marca, 2024
Posted By: Katherine Whitehead
Comments: 0

Dôkazy o existencii prvej generácie hviezd vo vesmíre sa objavili vďaka pozorovaniam, ktoré uskutočnil James Webb Space Telescope (JWST). Dôkaz sa nachádza v jednej z najvzdialenejších známych galaxií.

Určená galaxia GN-Z11objavil Hubblov vesmírny teleskop V roku 2015, pred vypustením vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, bola považovaná za najvzdialenejšiu známu galaxiu. s Červený posun Od 10.6 má zmysel sa baviť o tom, ako dlho to bolo, nie o tom, ako ďaleko je to. Je to preto, že vidíme GN-z11 tak, ako to bolo len 430 miliónov rokov po jeho objavení veľký výbuch Kvôli času, ktorý jeho svetlo potrebuje na cestu do nášho kúta vesmíru. Pre porovnanie, dnešný vesmír je… 13,8 miliardy rokov.

Súvisiace: Medzi ciele vesmírneho teleskopu Jamesa Webba v priebehu budúceho roka patria čierne diery, exomúny, temná energia – a ďalšie

Ako taký bol GN-z11 hlavným cieľom pre štúdium vesmírnym teleskopom Jamesa Webba. Teraz dva nové články opisujú hlboké objavy o GN-z11, ktoré odhaľujú dôležité detaily o tom, ako rástli galaxie, ktoré existovali v ranom vesmíre.

GN-z11 je najjasnejšia galaxia známa týmto konkrétnym červeným posunom a skutočne sa stala populárnou témou pre galaxie s vysokým červeným posunom, ktoré teraz takmer pravidelne nachádza v ranom vesmíre vesmírny teleskop Jamesa Webba. Mnohé z nich vyzerajú jasnejšie, než predpovedajú naše modely formovania galaxií. Tieto predpovede sú založené na štandardnom modeli kozmológie.

Zdá sa, že nové pozorovania vesmírneho teleskopu Jamesa Webba objasnili, čo sa deje.

Astronomický tím pod vedením Roberta Maiolina z Cambridgeskej univerzity skúmal GN-z11 pomocou dvoch blízkych infračervených prístrojov vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, Near-Infrared Camera (NIRCam) a Near-Infrared Spectrometer (NIRSpec). Výskumníci objavili dôkazy o prvej generácii hviezd, nazývanej hviezdy tretej skupiny, ako aj o existencii zhluku hviezd. Obrovská čierna diera Požierajú obrovské množstvo hmoty a rastú značne zrýchleným tempom.

READ Izraelský preživší koronavírus sa znovu nakazil juhoafrickým variantom

Vedci môžu vypočítať vek hviezdy na základe množstva ťažkých prvkov, ktoré vytvorili predchádzajúce generácie hviezd, ktoré žili a zomreli, pričom tieto ťažké prvky vyvrhli do vesmíru, kde sa nakoniec recyklujú v oblastiach tvorby hviezd, aby vytvorili nové hviezdy. Astrálne telá. Mladšie hviezdy, ktoré vznikli za posledných päť alebo šesť miliárd rokov, sa označujú ako hviezdy prvej skupiny a majú najvyššie zastúpenie ťažkých prvkov. Naše slnko Je populácia, ktorú hviezdim. Staršie hviezdy obsahujú menej ťažkých prvkov, pretože pred nimi bolo menej generácií hviezd. Hovoríme im hviezdy druhej skupiny a žijú v našich najstarších oblastiach mliečna dráha.

Hviezdy tretej skupiny však boli doteraz čisto hypotetické.

Pekný výhľad na GN-z11.

Hmotnostné spektrum nedotknutého héliového plynu, ktoré poskytlo dôkaz o prvých hviezdach. (Obrázkový kredit: NASA/ESA/CSA/Ralf Crawford (STScI))

Tieto hviezdy mali byť prvé hviezdy, ktoré vznikli, a keďže pred nimi neboli žiadne iné hviezdy, neobsahovali žiadne ťažké prvky a boli vyrobené len z čistého vodíka a hélia, ktoré vznikli počas Veľkého tresku. Tiež sa predpokladá, že tieto prvé hviezdy boli extrémne svietivé, s hmotnosťou ekvivalentnou najmenej niekoľkým stovkám sĺnk.

Hoci astronómovia ešte nevideli priamo hviezdy skupiny III, Maiolinov tím objavil ich nepriamy dôkaz v GN-z11. NIRSpec pozoroval zhluk ionizovaného hélia blízko okraja GN-z11.

„Skutočnosť, že nevidíme nič iné ako hélium, naznačuje, že táto hmota musí byť dosť čistá,“ uviedol Maiolino vo svojej správe. vyhlásenie. „To je niečo, čo by sa dalo očakávať od teórie a simulácií v blízkosti obzvlášť masívnych galaxií z týchto epoch – že v hale by mali zostať vrecká nedotknutého plynu a tieto vrecká by sa mohli zrútiť a vytvoriť hviezdy tretej skupiny.“

Tento héliový plyn je ionizovaný niečím, čo produkuje obrovské množstvo ultrafialového svetla, nazývaného hviezdy populácie III. Hélium, ktoré sme videli, je pravdepodobne materiál, ktorý zostal po vzniku týchto hviezd. Množstvo ultrafialového svetla potrebného na ionizáciu všetkého tohto plynu vyžaduje celkovo asi 600 000 slnečných hmôt hviezd, ktoré žiaria kombinovanou svietivosťou 20 biliónov krát jasnejšie ako naše Slnko. Tieto čísla naznačujú, že vzdialené galaxie ako GN-z11 boli šikovnejšie na vytváranie masívnych hviezd ako galaxie v modernom vesmíre.

READ Ako by tri železné krúžky mohli predefinovať formovanie planét

Medzitým, podľa druhého súboru výsledkov, Maiolinov tím tiež našiel dôkaz o čiernej diere s hmotnosťou 2 milióny slnečnej hmoty v jadre GN-z11.

„Našli sme veľmi hustý plyn, ktorý je bežný v blízkosti supermasívnych čiernych dier, ktoré akumulujú plyn,“ uviedol Maiolino v rovnakom vyhlásení. „Toto bol prvý jasný dôkaz, že GN-z11 je hostiteľom čiernej diery, ktorá požiera hmotu.“

Tím tiež zistil silný ľad žiarenia prúdiaci z pribúdajúceho disku hmoty obiehajúceho okolo čiernej diery, ako aj ionizované chemické prvky, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v blízkosti pribúdajúcich čiernych dier. Tím hovorí, že ide o najvzdialenejšiu supermasívnu čiernu dieru, ktorá bola doteraz objavená, a jej nenásytný apetít spôsobuje, že jej akrečný disk sa stáva hustým, horúcim a jasne žiari. Výskumníci sa domnievajú, že toto v kombinácii s hviezdami skupiny III je to, čo robí GN-z11 tak jasným. Bez porušenia štandardnej kozmológie Ako to urobili niektorí Predčasne nárokované.

Štúdia o ionizovanej héliovej hmote a hviezdach populácie III bola prijatá na publikovanie v časopise Astronomy and Astrophysics a predtlač je k dispozícii na zakúpenie Nájdené tu. Štúdia pozorovaní čiernej diery NIRCam bola zverejnená 17. januára v časopise prírody.