Rejtélyes, az ősrobbanás után keletkezett galaxist találtak

A "Stephan-ötös" galaxisai közép-infravörös tartományban a James Webb űrteleszkóp felvételén (a kép illusztráció)

Olyan ősi és hatalmas galaxisokat fedezett fel a James Webb űrteleszkóp, amelyeknek a jelenlegi kozmológiai elmélet szerint nem lett volna szabad létezniük. Az ősrobbanás után mindössze 500-700 millió évvel született néhai galaxisok majdnem akkorák voltak, mint a mi Tejútrendszerünk.

Teljesen váratlan a korai univerzum ilyen gyors önszerveződése

Egy asztrofizikusokból álló nemzetközi kutatócsoport olyan rejtélyes objektumokat fedezett fel, amelyek a James Webb Űrteleszkóp felvételein bujkáltak. A hat feltételezett galaxis a világegyetem történetének annyira korai szakaszában keletkezett, és annyira hatalmas, hogy a jelenleg érvényes kozmológiai elmélet szerint nem is lett volna szabad létezniük.

A James Webb űrteleszkóp művészi ábrája Forrás: NASA/JLP-Caltech

A vélt galaxisok univerzumunk hajnalán, nagyjából az ősrobbanás után 500-700 millió évvel – vagyis több mint 13 milliárd évvel ezelőtt – születtek,

méretük pedig óriási, hiszen csaknem annyi csillagot tartalmaztak, mint a Tejútrendszer napjainkban.

„Ez valami egész fura dolog – jelenti ki Erica Nelson, a most publikált kutatás társszerzője és a Coloradói Egyetem (Boulder) asztrofizika tanársegédje. – A korai univerzum ilyen gyors önszervező képessége teljesen váratlan.

A galaxisok időbeli fejlődését szemléltető ábra az ősrobbanástól a jelenig Forrás: NASA

Ezeknek a galaxisoknak ennyire rövid idő alatt nem lett volna szabad kialakulniuk." A közlemény, amelynek első szerzője Ivo Labbé, az ausztrál Swinburne-i Műszaki Egyetem kutatója, a Nature február 22-i számában jelent meg. A most leírt galaxisok nem a legkorábbiak a 2021 decemberében űrbe bocsátott és minden eddiginél jobb felszereléssel ellátott James Webb Űrteleszkóp találatai közül.

Az NGC 6552 katalógusszámú Seyfer2 galaxis képmontázsán a bal szélső kép a Hubble űrteleszkóppal a jobb pedig a James Webb-el készült. A felvétel jól mutatja a látható fényben és a közép-infra tartományban készült fotók közötti különséget, utóbbi rengeteg új tudományos információt jelent Forrás: MIRI/Gáspár András

Tavaly egy másik kutatócsoport négy olyan galaxisra bukkant, amelyek valószínűleg 350 millió évvel a Nagy Bumm után álltak össze a gázfelhőből. Ám azok az objektumok a mostaniakhoz képest kimondottan csenevésznek számítanak, hiszen törtrész annyi csillagtömeget tartalmaznak.

Pár kócos fényfolt, amik túl fényesnek látszottak ahhoz, hogy valódiak legyenek

A szerzők hangsúlyozzák: további adatokat kell gyűjteniük, hogy megbizonyosodjanak, galaxisaik csakugyan olyan nagyok, amilyennek látszanak, és tényleg annyira öregek is. Ám az már ezekből az előzetes megfigyelésekből is felsejlik, hogy a James Webbnek jó esélye van átírni a csillagászati tankönyveket.

Az NGC 6543 planetáris köd, a Macskaszem-köd Detre Hunor Örs által a james Webb űrteleszkóppal készített asztrofotója. A James Webb jó eséllyel átírja a csillagászati tankönyveket Forrás: MIRI/Detre Hunor Örs

„Az is lehet, hogy ezek másféle fura szerzetek, például halvány kvazárok, de ez semmivel se lenne kevésbé érdekes" – teszi hozzá Nelson. Az amerikai, ausztrál, dán és spanyol kutatókból verbuválódott csapat, amelynek Nelson is tagja, tavaly kezdte elemezni a James Webb által a Földre visszaküldött adatokat. Mostani felfedezésük egy olyan megfigyeléssorozattal kapcsolatos, melynek célterülete a világűr Nagy Göncöl körüli, első pillantásra viszonylag unalmasnak tűnő régiója.

A Nagy Medve (Ursa Major) vagy hazai nevén a Nagy Göncöl a hazánkból egész évben létható cirkumpoláris csillagképek közé tartozik Forrás: Wikimedia Commons/Torsten Bronger

Az égboltnak ezt a részét nagyobb alapossággal először a Hubble Űrtávcső térképezte fel az 1990-es években. Nelson az egyik képen egy bélyegnyi területre lett figyelmes, ahol valami igazán különöset talált: pár kócos fényfoltot, amelyek túl fényesnek tűntek ahhoz, hogy igaziak legyenek. „Annyira vörösek és fényesek voltak – meséli Nelson. – Nem számítottunk semmi ilyesmire."
A kutatónő elmagyarázta: a csillagászatban a vörös fény rendszerint régi fényt jelent.

A táguló univerzum modellje az ősrobbanástól napjainkig Forrás: NASA

Az univerzum az idők kezdete óta tágul, így a galaxisok és egyéb égi objektumok folyamatosan távolodnak egymástól. Az egymástól távolodó objektumok fénye egymás felől nézve a vörös tartomány felé tolódik el, ahogy a tőlünk távolodó mentőautó szirénázását is mélyebbnek halljuk, mint amikor közeledett.

Ha megáll a tágulás, a gravitációs erő feltartóztathatatlanul összehúzza az univerzumot Forrás: NASA

Továbbá minél messzebb van egymástól eleve két objektum, annál gyorsabban távolodnak, ezért annál vörösebbnek tűnik a fényük egymás felől megfigyelve. A gyors távolodás nagy messzeséget jelent mind térben, mind időben, ezért ezek a galaxisok nemcsak távoliak, de nagyon ősiek is egyben.

Rejtélyes ősi csillaggyárak

A csoport számításokat végzett, amelyek azt hozták ki, hogy ezek az ősi galaxisok ráadásul hatalmasak is voltak: több tíz- vagy százmilliárd naptömegnyi csillagot tartalmaztak, vagyis összemérhetők voltak a mi Tejútrendszerünkkel. Ezzel azonban ki is merül a hasonlóság e kezdetleges galaxisok és a miénk között.

A hozzánk legközelebb fekvő csillagváros, az Andromeda-galaxis, valamint a Tejút a mi galaxisunk síkjának montázsfotója Forrás: Pics About Space

„A Tejútban évente egy-két új csillag képződik. Ezekben a galaxisokban viszont az univerzum teljes története alatt évente több száz új csillag keletkezett" – fejtette ki Nelson.

A csillagásznő munkatársaival együtt rengeteg további információt szeretne gyűjteni a James Webb segítségével ezekről a rejtélyes objektumokról, bár ahhoz már így is eleget láttak, hogy felébredjen a kíváncsiságuk.

Az átalunk ismert galaxisok az univerzum fényes objektumai közé tartoznak Forrás: NASA/JPL-Caltech

Kezdjük rögtön onnan, hogy a számítások szerint e vélt galaxisok keletkezésének idején még nem állt rendelkezésre annyi normális anyag – az a fajta, amelyből a bolygók és az emberi testek is állnak –, hogy ilyen gyorsan ennyi csillag formálódjék belőle. „Ha csak egy is valódinak bizonyul e galaxisok közül, az a kozmológiai ismereteink határait fogja feszegetni" – hangsúlyozta a kutató.

Sokkal izgalmasabb és összetettebb a korai univerzum az eddig feltételezetteknél

Nelson számára az új felfedezés egy olyan hosszú utazás betetőzése, amely még általános iskolás korában kezdődött. Tízéves korában írt ugyanis egy beszámolót a 1990-ben felbocsátott és ma is aktív Hubble űrtávcsőről, és ezzel elkötelezte magát a téma mellett. „Időbe telik, míg a fény egy távoli galaxistól elér hozzánk, ami azt jelenti, hogy amikor ezeket az égitesteket figyeljük, valójában a múltba tekintünk.

Minél távolibb egy galaxis, annál messzebb látunk el az időben Forrás: NASA/JPL-Caltech

- Ez a gondolat annyira megragadott, hogy akkor és ott úgy döntöttem, ennek akarom szentelni az életemet" – meséli Nelson. A James Webb segítette felfedezések szédítő tempója a Hubble hőskorára emlékeztet. Akkoriban sok tudós gondolta még úgy,

hogy az ősrobbanás után több milliárd évet kellett várni az első galaxisok megszületéséig,

ám a Hubble révén hamar nyilvánvalóvá vált, hogy a korai univerzum sokkal összetettebb és izgalmasabb hely volt, mint ahogy azt előzőleg hitték.

A "Stephan-ötös" galaxisai közép-infravörös tartományban a James Webb űrteleszkóp felvételén (a kép illusztráció) Forrás: NASA/ESA/CSA/STSCI

„Bár a Hubble sok mindent megtanított nekünk, arra mégsem számítottunk, hogy a James Webb az idő ilyen távoli bugyraiban ennyire érett galaxisokat fog leleplezni – nyilatkozta Nelson. – Izgalommal várom a folytatást."