„Kozmikus csoda!” – Az amerikai űrtávcső felfedezte a valaha látott legkorábbi galaxist

A NASA 10 milliárd dolláros űrteleszkópja most ismét mindkettőt teljesítette: egy olyan galaxist észlelt, amely mindössze 280 millió évvel az Ősrobbanás után már létezett. A kutatók a felfedezést nemes egyszerűséggel „kozmikus csodának” nevezik.

Az újonnan azonosított objektum – amely jelenleg ismert galaxisok sorában a legkorábban keletkezett és legtávolabbi is – a „korai galaxisok anyja” nevet is kiérdemelte. Hivatalos elnevezése: MoM z14.

„Ez az általunk ismert legtávolabbi objektum. Ez a cím persze időről időre változik, de mindig érdemes megállni egy pillanatra és elgondolkodni rajta” – nyilatkozta Pieter van Dokkum, a Yale Egyetem csillagászat- és fizikaprofesszora a Space.com-nak. – „A MoM z14 már akkor létezett, amikor az univerzum alig 280 millió éves volt – vagyis egészen közel járunk az Ősrobbanás időpontjához.”

A JWST ismét a világűr „vörös szélét” kutatja

Amióta a James Webb űrtávcső 2022 nyarán megkezdte az adatok továbbítását a Földre, kimagaslóan teljesít a nagy vöröseltolódású galaxisok felfedezésében.

A vöröseltolódás jelensége során a távoli – és így korai – fényforrásokból érkező fény hullámhossza megnyúlik, és az elektromágneses spektrum vörös tartománya felé tolódik el, miközben áthalad a táguló téren.

Minél távolabbi és korábbi egy objektum, annál nagyobb a vöröseltolódása.

A MoM z14 felfedezéséig a JADES-GS-z14-0 nevű galaxis tartotta a rekordot: ez az objektum körülbelül 300 millió évvel az Ősrobbanás után, vagyis mintegy 13,5 milliárd évvel ezelőtt már létezett.

Mit tudunk a „korai galaxisok anyjáról”?

A MoM z14 megfigyelése nem csupán azért jelentős, mert 20 millió évvel túlnyúlik az ismert galaxisok eddigi határán – hívta fel a figyelmet van Dokkum –, hanem azért is, mert a JWST teljesítménye messze felülmúlja a korábbi várakozásokat.

„A legnagyobb tanulság az, hogy a JWST-től nem vártuk, hogy ilyen korai galaxisokat fedezzen fel – legalábbis nem a küldetés jelenlegi szakaszában” – jelentette ki. – „Durva becslések szerint több mint százzal több, viszonylag fényes galaxis található a nagyon korai univerzumban, mint amennyire a JWST előtti megfigyelések alapján számítottunk.”

A kutatócsoport nemcsak azonosította ezt a legrégebbi és legtávolabbi galaxist, hanem a JWST segítségével néhány fizikai jellemzőjét is meg tudta határozni.

A becslések szerint a MoM z14 körülbelül ötvenszer kisebb a Tejútrendszernél. Emellett a galaxisból származó fény elemzésével olyan kémiai elemek jelenlétére is következtetni tudtak, mint a nitrogén és a szén.

„Az emissziós vonalak különösen figyelemre méltóak; arra utalnak, hogy a galaxis rendkívül fiatal, és gyors ütemben keletkeznek benne új csillagok” – magyarázta van Dokkum. – „Emellett úgy tűnik, hogy a galaxis környezetében kevés a semleges hidrogéngáz, ami meglepő, hiszen a világegyetem korai szakaszát épp az ilyen típusú hidrogén uralta. Ezt az eredményt azonban további, részletesebb spektrumvizsgálatokkal és több hasonló galaxis megfigyelésével kell megerősíteni.”

A szén és a nitrogén jelenléte arra utal, hogy léteztek még ennél is korábban keletkezett galaxisok, mivel az univerzum legelső csillagai kizárólag hidrogénből és héliumból álltak.

A későbbi galaxisokat már ezek a nehezebb elemek népesítették be, amelyeket a csillagászok – kissé megtévesztő módon – „fémeknek” neveznek, mivel a csillagok hozták létre őket, majd szupernóva-robbanások során szórták szét.

„A MoM z14 tehát nem tartozik az univerzum legelső objektumai közé, hiszen azok csillagai kizárólag hidrogént és héliumot tartalmaztak – szén vagy nitrogén nem lehetett bennük” – tette hozzá van Dokkum. – „Lehetséges, hogy ez a galaxis már az első, úgynevezett ‘normál’ galaxisok hullámához tartozik – vagyis azok közé, amelyekben már jelen vannak a nehezebb elemek, mint a szén és a nitrogén. De hasonlót gondoltunk már korábban is!”.