Starptautiska astronomu grupa ir identificējusi virkni tik dīvainas galaktikas, ka tās bija jānosauc par "knābjzirgu galaktikām"Atklājums, kas balstīts uz Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa datiem, sāk satricināt dažus pieņemtos priekšstatus par to, kā galaktikas dzimst un aug agrīnajā Visumā.
Šie kosmiskie objekti, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā, apvienot tipiskās iezīmes zvaigznesGalaktikas un kvazāri, kas īsti neietilpst nevienā kategorijāTā hibrīdais raksturs atgādina pīļknābi — dzīvnieku, kas, šķiet, ir salikts no citu radību daļām un kas gadiem ilgi mulsināja biologus. Šajā gadījumā neizpratne ir pārgājusi no laboratorijas uz kosmosa observatorijām.
Džeimsa Veba kosmiskais teleskops atklāj jauna veida galaktiku
Atklājums tika prezentēts laikā, kad Amerikas Astronomijas biedrības (AAS) 247. sanāksme, vadošais zinātniskais forums, kurā tiek apspriesti jaunākie astrofizikas rezultāti. Tur piedalās komanda no Mākslas un zinātņu koledža, Misūri Universitāte Tas atklāja objektu populāciju, kas pagaidām neietilpst standarta klasifikācijās.
Pētnieki analizēja Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa (JWST) novēroto dziļo ekstragalaktisko lauku arhīvs, tostarp CEERS (Kosmiskās evolūcijas agrīnās izlaišanas zinātnes) programma, kas paredzēta, lai pētītu agrīnais Visums ar nepieredzētu detalizāciju. Aptuveni 2.000 specifisku avotu kopumā parādījās ļoti neliela grupa, kas neuzvedās tāpat kā pārējie.
Kopumā komanda identificēja deviņi objekti, kas pastāvēja pirms 12 līdz 12,6 miljardiem gadukad Visums vēl bija ļoti jauns. Šādā attālumā Džeimsa Veba kosmiskais teleskops tik tikko saskata gaismas punktus, taču attēlveidošanas un spektroskopijas kombinācija ļāva tam redzēt vairāk nekā tikai redzamību.
Pētījums pašlaik ir pieejams arXiv pirmsdrukas serverī. Pētījumā ar nosaukumu “Jauna šauru līniju punktveida avotu populācija” sniegts sākotnējs šo avotu īpašību apraksts un piedāvāti vairāki scenāriji, lai izskaidrotu to izcelsmi. Lai gan dati ir stabili, pati komanda uzsver, ka šis ir tikai pirmais solis un ka būs nepieciešami turpmāki novērojumi.
Kāpēc tās sauc par pīļknābju galaktikām?
Iesauka nav tikai iegriba. Tā izskats attēlos atgādina tālu zvaigzni vai kvazāru.Tās ir ārkārtīgi kompaktas, gandrīz punktveida, bez paplašinātas struktūras, ko mēs parasti saistām ar galaktikām. Tomēr, kad to izstaroto gaismu pēta ar spektroskopijas palīdzību, aina pilnībā mainās.
Tā vietā, lai parādītu tipisku a parakstu supermasīvs melnais caurums, kas aprij matēriju, tāpat kā kvazāriŠie objekti izrāda ļoti šauras emisijas līnijaslīdzīgāks tām, kas redzamas galaktikās, kur gāzi jonizē intensīvas zvaigžņu veidošanās epizodes. Citiem vārdiem sakot, tās spektrālais "svītrkods" neatbilst visacīmredzamākajai tās izskata interpretācijai.
Kā paskaidroja astronoms Haojings Jangs, Misūri Universitātes profesors un komandas loceklis, tas ir populācija, kuru nevar ērti iekļaut zināmās kategorijāsNo vienas puses, tie izskatās kā punktveida avoti, kas šādos attālumos parasti norāda uz kvazāriem. No otras puses, tiem trūkst spektrālo īpašību, kādas mēs sagaidītu no aktīva kodola, ko darbina supermasīvs melnais caurums.
Paralēle ar pīļknābi ir neizbēgama: Bioloģijā šis dzīvnieks apvieno zīdītāju, putnu un rāpuļu īpašības.Astronomijā šīs galaktikas apvieno zvaigžņu, kompakto galaktiku un kvazāru īpašības, pilnībā nepiederot nevienai no šīm trim grupām. Līdz ar to arī apzīmējums "knābjdzīvnieku galaktikas", kas jau ir ienācis neformālās zinātniskās diskusijās.
No Eiropas astrofizikas kopienas, kas ir cieši iesaistīta zinātniskā izmantošanā Džeimss Vebs, izmantojot ESA (Eiropas Kosmosa aģentūra) šāda veida rezultāti tiek rūpīgi sekoti. Daudzas pētniecības grupas Spānijā, Francijā, Vācijā un Itālijā strādā tieši pie pirmo galaktiku evolūcijas modelēšanas, tāpēc Jebkurš objekts, kas pārkāpj iepriekšējās normas, kļūst par galveno elementu lai pielāgotu teorijas.
Kvazāram līdzīgs izskats, veidojošās galaktikas sirds
Viens no pārsteidzošākajiem atklājuma aspektiem ir neatbilstība starp to izskatu un to, ko atklāj to spektrsJWST attēlos šie deviņi objekti izskatās kā koncentrēti gaismas punkti bez redzamiem oreoliem vai spirālveida atzariem, pat izmantojot teleskopa augsto infrasarkano staru izšķirtspēju.
Šī morfoloģija parasti būtu saistīta ar ļoti tāli kvazāri, ko darbina supermasīvi melnie caurumiTomēr detalizēta spektrālo līniju analīze norāda uz uzvedību, kas ir raksturīgāka galaktikas ar gāzi, ko apgaismo jaunas, masīvas zvaigznesTie labi neatbilst ne spoža aktīva kodola, ne vienkārša zvaigžņu kopas enerģijas signatūrai.
Viens no tiem, kas atbild par šo datu pārbaudi, Bangzheng “Toms” Suns, Janga laboratorijas līdzstrādnieksViņš bija tas, kurš savāca paraugu un veica spektrālo analīzi. Viņa secinājums ir piesardzīgs: Nevar izslēgt, ka tās ir galaktikas zvaigžņu veidošanās procesā., novērots noteiktā posmā, kas iepriekš bija palicis nepamanīts instrumentālās jutības trūkuma dēļ.
Problēma ir tā Tā šķietamais izmērs ir ārkārtīgi mazs.Pat ņemot vērā milzīgo attālumu, kosmiskā mērogā tie uzvedas kā tikai gaismas "punkti", kas ir grūti savienojams ar galaktiku, kurā intensīvi un plaši veidojas zvaigznes. Šī spriedze starp izmēru, spilgtumu un spektru ir tas, kas pētniekus mulsina.
Zinātnieki uzstāj, ka tikai ar deviņi identificēti objektiBūtu pāragri no jauna definēt galaktiku taksonomiju. Tomēr pats fakts, ka tās jau pastāv, liek mums pavērt jaunas teorētiskā un novērojumu darba līnijas, kurā Eiropas un Spānijas komandas varētu spēlēt nozīmīgu lomu, izmantojot Džeimsa Veba un citu lielo teleskopu nākotnes kampaņas.
Galaktiku veidošanās modeļu ietekme
Līdz šim visplašāk pieņemtais Visuma struktūru augšanas skaidrojums norāda, ka lielas galaktikasTādas galaktikas kā Piena Ceļš veidojās, secīgi apvienojoties mazākām galaktikām. Sadursmes, gravitācijas mijiedarbība un spēcīgi zvaigžņu veidošanās periodi pakāpeniski izveidoja sistēmas, ko mēs pazīstam šodien.
Pīļknābju galaktiku eksistence rada iespēju, ka Dažas agrīnās galaktikas, iespējams, ir sekojušas "klusākiem" vai netradicionālākiem evolūcijas ceļiem.Tā kompaktā konfigurācija un šaurā lineārā emisija varētu liecināt par mazāk sprādzienbīstamiem augšanas procesiem, nekā tika uzskatīts iepriekš, vai par pārejas fāzēm, kuras modeļi vēl pilnībā neizskaidro.
Ja šie avoti izrādās galaktikas ļoti specifiskā zvaigžņu veidošanās fāzēTie varētu būt starpposms, kas savieno pirmatnējo gāzes mākoņu veidošanos ar attīstītākām galaktikām. Tādā gadījumā tie kļūtu par sava veida "trūkstošo posmu", lai izprastu, kā pēc Lielā sprādziena izveidojās pirmās gaismas struktūras.
Ja šis jaunais objekta tips tiks apstiprināts, tas piespiedīs pārskatīt noteiktas skaitliskās simulācijas. Kosmoloģija un galaktiku evolūcijaŠajā jomā īpaši aktīvas ir bijušas Eiropas grupas. Spānija piedalās vairākos starptautiskos konsorcijos, kas izmanto superdatorus, lai atjaunotu Visumu no tā pirmsākumiem, tāpēc šādu negaidītu datu parādīšanās liek pārskatīt parametrus un pieņēmumus.
Turklāt pīļknābju galaktikas varētu palīdzēt lai labāk definētu supermasīvo melno caurumu lomu kosmosa agrīnajās stadijās. Ja beidzot tiks apstiprināts, ka šajos objektos nedominē aktīvi kodoli, kā liecina spektri, būtu jāpārdomā, kad un kā sāka spīdēt pirmie kvazāri un cik lielā daļā agrīno galaktiku jau atradās augošs supermasīvs melnais caurums.
Džeimsa Veba teleskopa loma un gaidāmie novērojumi
Viss šis darbs ir bijis iespējams, pateicoties kapacitātei Džeimsa Veba kosmiskais teleskops novēros Visumu infrasarkanajā diapazonā ar nepieredzētu jutīgumuVeba teleskops ir paredzēts tieši pirmo galaktiku, kas izveidojās tikai dažus simtus miljonu gadu pēc Lielā sprādziena, izpētei.
Dziļās novērošanas programmas, piemēram, šajā pētījumā izmantotie ekstragalaktiskie lauki, ģenerē milzīgu datu apjomu, ko pēc tam analizē komandas visā pasaulē. Liela daļa šīs informācijas ir pieejama publiskajos arhīvosTas ļauj pētnieku grupām no Eiropas un Spānijas to izpētīt, izmantojot savus rīkus un pieejas.
Šajā konkrētajā gadījumā Misūri Universitātes komanda iedziļinājās arhīvos, lai pārskatīt vairāk nekā 2.000 konkrētu avotuPēc šīs sākotnējās atlases viņi izsijāja objektus, līdz palika pie dažiem gadījumiem, kuriem bija visdīvainākās īpašības. Tas ir rūpīgs darbs, kurā attēlu analīzes metodes tiek apvienotas ar spektroskopiju un salīdzināšanu ar teorētiskiem modeļiem.
Raugoties nākotnē, astronomi ir pārliecināti, ka viņi iegūs augstākas izšķirtspējas spektri un jauni papildinoši novērojumiTas tiks panākts gan ar pašu Veba teleskopu, gan ar liela diametra uz zemes bāzētiem teleskopiem, kas izvietoti visā Eiropā, Amerikā un citos kontinentos. Ar precīzākiem datiem būs iespējams precīzāk izmērīt ķīmisko sastāvu, zvaigžņu veidošanās ātrumu un iespējamu vāju aktīvo kodolu klātbūtni.
Paralēli vairākas teorētiskās grupas jau sāk izpētīt scenārijus, kas var reproducēt šīs hibrīdās īpašībasNo ārkārtīgi kompaktām galaktikām ar zvaigžņu veidošanās uzliesmojumiem līdz eksotiskākām konfigurācijām, kurās mijiedarbība starp gāzi, zvaigznēm un melnajiem caurumiem iegūst formas, kas līdz šim nebija ņemtas vērā.
Viss liecina, ka pīļknābju galaktikas būs atkārtota tēma gaidāmajās konferencēs un specializētajās publikācijās, parādoties jauniem gadījumiem un pilnveidojoties interpretācijām. Eiropas un Spānijas zinātnieku aprindām šī ir iespēja... sniegt novērojumus, modeļus un analīzi jomā, kas joprojām atrodas atklāšanas fāzē.
Šī ziņkārīgā galaktiku grupa, kas pēc izskata ir niecīga, bet pēc būtības milzīga, ir kļuvusi par atgādinājumu, ka Visums joprojām glabā pārsteigumus un ka pat ar tādiem spēcīgiem instrumentiem kā Džeimsa Veba kosmiskais teleskops, objekti, kas lauž veidni, turpina parādīties; Platypus galaktikas ir nopelnījušas savu vietu debatēs par to, kā radās pirmās kosmiskās struktūras. Un, to darot, viņi ir atvēruši jaunu logu, lai pārdomātu to, ko mēs domājām, ka zinām par kosmosa agrīno vēsturi.