_ Descoperirea unor galaxii ultramasive neașteptate poate nu rescrie cosmologia, dar încă lasă întrebări

De când telescopul spațial James Webb (JWST) a surprins prima sa privire asupra universului timpuriu, astronomii au fost surprinși de prezența a ceea ce pare a fi mai „ultramasiv” galaxii decât se aștepta. Bazându-se pe modelul cosmologic cel mai larg acceptat, ei nu ar fi trebuit să evolueze decât mult mai târziu în istoria universului, stimulând afirmațiile că modelul trebuie schimbat.

Acest lucru ar schimba decenii de stabilitate. știință.

„Dezvoltarea obiectelor din univers este ierarhică. Începi cu mic și devii din ce în ce mai mare”, a spus Julian Muñoz, profesor asistent de astronomie la Universitatea Texas din Austin și coautor. a unei lucrări recente publicate în Physical Review Letters care testează modificările aduse modelului cosmologic. Studiul concluzionează că revizuirea modelului cosmologic standard nu este necesară. Cu toate acestea, astronomii ar putea fi nevoiți să revizuiască ceea ce înțeleg despre modul în care s-au format și au evoluat primele galaxii.

Cosmologia studiază originea, evoluția și structura universului nostru, de la Big Bang până în zilele noastre. Cel mai larg acceptat model de cosmologie este numit modelul Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) sau „modelul cosmologic standard”. Deși modelul este foarte bine informat, multe despre universul timpuriu au rămas teoretice, deoarece astronomii nu l-au putut observa complet, dacă nu l-au putut observa deloc.

Lansat în 1990, telescopul spațial Hubble a fost esențial în dezvoltarea și rafinarea modelul cosmologic standard. Acesta observă universul în ultraviolete, vizibile și unele lungimi de undă de lumină aproape de infraroșu. Cu toate acestea, acest lucru îl face mai bine să vadă unele lucruri decât altele. De exemplu, Hubble este bine echipat pentru a vizualiza galaxii mai mici care conțin adesea populații mai mari de stele tinere care emit ultraviolete și mai puțin praf care tinde să absoarbă lungimi de undă mai scurte.

Lansat la sfârșitul anului 2021, JWST oferă o completare importantă. la capacitățile lui Hubble. Prin observarea în lungimile de undă apropiate și medii în infraroșu, JWST poate detecta obiecte care sunt invizibile pentru Hubble.

„Deschidem o fereastră către necunoscut”, a spus Muñoz. „Acum suntem capabili să ne testăm teoriile despre univers acolo unde nu am putut să o facem până acum.”

La scurt timp după Big Bang, lucrurile nu au fost perfect uniforme. Micile variații ale densității au avut un impact important asupra structurii și evoluției viitoare a universului. Regiunile cu densitate mai mare au atras mai multă materie din cauza gravitației, ducând în cele din urmă la formarea de structuri din ce în ce mai mari.

Pentru a deveni atât de mari atât de repede, galaxiile ultramasive observate de JWST ar fi posibile, în teorie, doar dacă mai multe dintre aceste regiuni cu densitate mai mare se dezvoltaseră imediat după Big Bang. Acest lucru ar necesita schimbarea modelului cosmologic standard.

Muñoz și echipa sa au testat această ipoteză.

Ei au ales o gamă de timp cosmic pentru care sunt disponibile atât observațiile JWST, cât și observațiile Hubble. În acest interval, au identificat cele mai masive galaxii disponibile în datele JWST și au calculat cantitatea de modificare a densității timpurii a universului care ar fi necesară pentru ca acestea să se formeze.

Au calculat, de asemenea, câte mai mici. galaxiile ar rezulta din această schimbare ipotetică. Aceste galaxii suplimentare mai mici ar fi fost observate de Hubble.

„Dar nu asta vedem”, a explicat Muñoz. „Nu poți schimba suficient cosmologia pentru a explica această problemă a abundenței, având în vedere că observațiile lui Hubble ar fi și ele afectate”.

De ce găsește JWST atât de multe galaxii ultramasive? O posibilitate este ca acestea să conțină găuri negre supermasive. Aceste găuri negre ar încălzi gazul din apropiere, făcând galaxiile să pară mai luminoase și, prin urmare, mai masive decât sunt în realitate. Sau este posibil ca galaxiile să nu fie deloc în universul timpuriu, dar arată ca și cum ar fi, deoarece praful face ca culoarea lor să pară mai roșie decât ar fi altfel. Această schimbare ar face galaxiile să pară mai îndepărtate decât sunt.

Pe lângă Muñoz, autorii studiului sunt Nashwan Sabti și Marc Kamionkowski de la Universitatea Johns Hopkins.

(Fluierul)