Astronomii care analizează imaginile uimitoare de la Telescopul Spațial James Webb (JWST) au dat peste o enigmă cosmică: aproape 300 de obiecte neobișnuit de luminoase, care par să existe doar în lumina roșie a telescopului, dispărând complet în filtrele albastre. Această semnătură este un indiciu clasic pentru unele dintre cele mai îndepărtate și vechi sisteme stelare pe care le-am observat vreodată.
Descoperirea, condusă de Liu Bangzheng „Tom” Sun și Haojing Yan de la Universitatea din Missouri, deschide două posibilități fascinante. Unele dintre aceste surse ar putea fi galaxii mai apropiate, dar învăluite în praf dens, în timp ce altele ar putea fi relicve de la începuturile timpului cosmic, forțându-ne să ne reevaluăm înțelegerea despre cum s-au format primele galaxii.
Galaxii foarte timpurii sau altceva?
Folosind date publice din patru câmpuri de observație adâncă ale JWST, echipa a catalogat 300 de așa-numite „dropouts” – obiecte care apar în lungimi de undă mai lungi (roșii), dar dispar în cele mai scurte (albastre). Analiza s-a concentrat pe 137 dintre acestea care aveau și măsurători în infraroșu mediu, o combinație crucială pentru a distinge între candidații cu adevărat îndepărtați și impostorii cosmici.
Modelarea sugerează că, deși majoritatea acestor obiecte sunt relativ apropiate (la o deplasare spre roșu z ≈ 1–4), o parte semnificativă ar putea proveni dintr-o epocă mult mai timpurie, la o deplasare spre roșu de peste 6.
„Aceste obiecte misterioase sunt galaxii candidate din Universul timpuriu”, a explicat Haojing Yan, coautor al studiului publicat în The Astrophysical Journal.
Cum funcționează deplasarea spre roșu
Pe măsură ce lumina de la o galaxie străveche călătorește miliarde de ani-lumină pentru a ajunge la noi, expansiunea universului îi întinde lungimea de undă. Acest fenomen, cunoscut sub numele de „deplasare spre roșu” (redshift), mută lumina vizibilă și ultravioletă în spectrul infraroșu.
Instrumentul NIRCam al JWST este proiectat special pentru a capta această lumină infraroșie, în timp ce instrumentul MIRI oferă o a doua pereche de „ochi” în infraroșu mediu, esențială pentru a determina dacă roșeața unui obiect este cauzată de distanța extremă sau de un nor de praf.
O tehnică specială pentru a vâna aceste obiecte misterioase
Tehnica de detectare, perfecționată încă din anii ’90, se bazează pe identificarea unei pierderi bruște de flux luminos spre capătul albastru al spectrului, cauzată de absorbția luminii de către hidrogenul neutru din Universul timpuriu.
Printre obiectele analizate se numără o sursă deja cunoscută la o deplasare spre roșu de z = 8,68, ceea ce o plasează la aproximativ 290 de milioane de ani după Big Bang. Observațiile ulterioare cu JWST au dezvăluit că această galaxie extrem de luminoasă găzduiește probabil o gaură neagră supermasivă activă, pe lângă un proces intens de formare a stelelor.
Acest exemplu arată de ce aceste obiecte pot fi atât de strălucitoare și subliniază importanța măsurătorilor multiple pentru a înțelege ce anume le alimentează energia.
Un mister ce ar putea schimba totul
Concluzia studiului nu este că toate cele 300 de obiecte sunt vechi, ci că unele dintre ele aproape sigur sunt. Iar dacă se confirmă că cele mai luminoase dintre acestea provin din zorii Universului, modelele noastre actuale vor fi serios puse la încercare. Teoriile existente pot explica formarea multor galaxii timpurii, dar întâmpină dificultăți în a justifica existența unor sisteme atât de masive și strălucitoare atât de devreme în istoria cosmică.
„Chiar dacă doar câteva dintre aceste obiecte se confirmă a fi din universul timpuriu, ele ne vor obliga să modificăm teoriile existente despre formarea galaxiilor”, a concluzionat Yan.
Echipa subliniază că spectroscopia – descompunerea luminii în culorile sale componente – va oferi verdictul final. Această analiză detaliată este singura modalitate de a distinge cu certitudine o galaxie prăfuită, relativ apropiată, de o adevărată bijuterie de la începuturile Universului.
