“Melampaui apa yang mungkin” – Teleskop Luar Angkasa Webb menemukan galaksi kuno yang misterius

Pemahaman kita tentang bagaimana galaksi terbentuk dan sifat materi gelap dapat diubah sepenuhnya dengan pengamatan baru terhadap gugus bintang galaksi yang lebih besar. Bima Sakti Dari lebih dari 11 miliar tahun yang lalu, yang seharusnya tidak ada.

Makalah diterbitkan di alam Detail hasilnya menggunakan data baru dari James Webb Space Telescope (JWST). Hasilnya menunjukkan bahwa galaksi masif di alam semesta awal – diamati 11,5 miliar tahun yang lalu (pergeseran merah kosmologis sebesar 3,2) – memiliki populasi bintang yang sangat kuno yang terbentuk jauh lebih awal – 1,5 miliar tahun yang lalu (pergeseran merah Sekitar 11). Pengamatan ini mengubah pemodelan saat ini, karena tidak cukup materi gelap yang terakumulasi dalam konsentrasi yang cukup untuk terbentuk.

Profesor Universitas Teknologi Swinburne, Karl Glazebrook, memimpin penelitian dan tim internasional yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk melakukan pengamatan spektroskopi terhadap galaksi masif dan tenang ini.

“Kami telah mengejar galaksi ini selama tujuh tahun dan menghabiskan waktu berjam-jam mengamatinya dengan dua teleskop terbesar di Bumi untuk mengetahui usianya. Namun warnanya sangat merah dan redup, kami tidak dapat mengukurnya. Akhirnya, kami harus mengukurnya. turun dari Bumi dan gunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk memastikan sifatnya.”

Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA adalah penerus Teleskop Luar Angkasa Hubble, observatorium ilmiah inframerah terkuat yang pernah dikirim ke luar angkasa. Dari orbit sekitar satu juta mil dari Bumi, Webb mempelajari beberapa objek terjauh di alam semesta. Kredit: NASA

Pembentukan galaksi adalah model fundamental yang didukung oleh astrofisika modern yang memprediksi penurunan tajam jumlah galaksi masif pada zaman kosmik awal. Galaksi-galaksi diam yang sangat masif kini telah teramati antara satu hingga dua miliar tahun setelah alam semesta muncul ledakan besar itu Yang menantang model teoritis sebelumnya.

Profesor Glazebrook yang terhormat telah bekerja dengan peneliti terkemuka di seluruh dunia, termasuk Dr Themiya Nanayakkara, Dr Lalitwadi Kawinwanichakij, Dr Colin Jacobs, Dr Harry Chittenden, Associate Professor Glenn G Kacprzak dan Associate Professor Ivo Lappé dari Pusat Astrofisika dan Superkomputer Swinburne. .

“Ini merupakan upaya tim, mulai dari survei langit inframerah yang kami mulai pada tahun 2010 yang mengarah pada identifikasi galaksi ini sebagai sesuatu yang tidak biasa, hingga jam kerja kami yang panjang di Keck dan Teleskop yang sangat besar Kami mencoba, namun gagal, untuk memastikan hal ini, hingga tahun lalu ketika kami melakukan upaya besar-besaran untuk mencari cara memproses data Teleskop Luar Angkasa James Webb dan menganalisis spektrum ini.

“Kami sekarang melampaui apa yang mungkin dilakukan untuk mengonfirmasi mega-monster damai tertua yang ada jauh di alam semesta,” kata Dr. Themiya Nanayakkara, yang memimpin analisis spektroskopi data Teleskop Luar Angkasa James Webb.

“Hal ini mendorong batas-batas pemahaman kita saat ini tentang bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi. Pertanyaan kuncinya sekarang adalah bagaimana mereka terbentuk begitu cepat di awal alam semesta, dan mekanisme misterius apa yang menyebabkan mereka mencegah mereka membentuk bintang secara tiba-tiba ketika galaksi lain terbentuk. alam semesta melakukannya.”

Associate Professor Claudia Lagos dari Pusat Penelitian Astronomi Radio Internasional Universitas Western Australia (Mengulang) sangat penting dalam mengembangkan pemodelan teoritis evolusi konsentrasi materi gelap untuk penelitian ini.

“Pembentukan galaksi sangat ditentukan oleh konsentrasi materi gelap,” katanya. “Kehadiran galaksi-galaksi yang sangat masif di awal alam semesta menimbulkan tantangan besar bagi model standar kosmologi kita. Hal ini karena kita tidak percaya bahwa struktur materi gelap masif yang menampung galaksi-galaksi masif ini belum punya waktu untuk terbentuk. Selengkapnya observasi diperlukan untuk memahami seberapa umum galaksi-galaksi ini dan untuk membantu kita memahami seberapa besar sebenarnya galaksi-galaksi ini.

Profesor Glazebrook berharap ini akan menjadi terobosan baru dalam pemahaman kita tentang fisika materi gelap.

“Teleskop Luar Angkasa James Webb telah menemukan semakin banyak bukti awal pembentukan galaksi masif. Hasil ini memecahkan rekor baru untuk fenomena ini. Meski sangat mencolok, itu hanyalah satu objek. Namun kami berharap dapat menemukan lebih banyak lagi, dan jika kami berhasil menemukannya “Ini akan merusak gagasan kita tentang pembentukan galaksi.”

Referensi: “Galaksi masif yang membentuk bintangnya pada z ~ 11” oleh Karl Glazebrook, Thymia Nanayakkara, Corentin Schreiber, Claudia Lagos, Lalitawadi Kawinwanichakij, Colin Jacobs, Harry Chittenden, Gabriel Brammer, Glenn J. Kaprzak, Ivo Labpi, Danilo Marchesini , Z. Simmel-Marsan, Pascal A. Oish, Casey Papovich, Rhea-Sylvia Remus, Kim-VH. Tran, James Esdell dan Angel Chandro-Gomez, 14 Februari 2024, alam.
doi: 10.1038/s41586-024-07191-9