Odległe galaktyki mogą być bardziej masywne, niż dotychczas sądzono

Nowe badanie wskazuje, że odległe galaktyki skrywają znacznie więcej małych gwiazd, niż dotychczas zakładano. Ich obecność może oznaczać, że obiekty te mają znacznie większą masę, niż wskazywały wcześniejsze pomiary.

Teleskop Webba pozwolił zbadać odległe galaktyki

W ramach nowego badania naukowcy pod kierownictwem astronomów z Leiden University, wykorzystując Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, odkryli, że najbardziej masywne galaktyki we wczesnym Wszechświecie zawierają znacznie więcej małych gwiazd, niż dotychczas zakładano. Oznacza to, że obiekty te były prawdopodobnie znacznie bardziej masywne, niż wskazywały wcześniejsze pomiary. Odkrycie to podważa obecne rozumienie przez badaczy procesu powstawania pierwszych galaktyk. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Astronomy”.

Naukowcy zbadali dziewięć masywnych, rozwiniętych galaktyk, które przestały tworzyć gwiazdy miliardy lat temu. Połączyli niezwykle głębokie widma uzyskane przez Teleskop Webba z wcześniejszymi obserwacjami naziemnymi wykonanymi za pomocą Very Large Telescope. Dzięki temu po raz pierwszy udało im się określić proporcje niewielkich, słabych oraz olbrzymich, jasnych gwiazd w tak odległych strukturach.

Aby dokonać tych pomiarów, astronomowie rozłożyli światło galaktyki na widmo, w którym subtelne różnice w kolorze pozwoliły określić rodzaje gwiazd znajdujących się w galaktyce. Jak wskazują naukowcy, widmo jest zazwyczaj zdominowane przez masywne, jasne gwiazdy, dlatego znacznie słabsze gwiazdy o małej masie są niezwykle trudne do wykrycia.

Badacze porównali najjaśniejsze gwiazdy do wieżowców, które są widoczne z daleka. Pomiędzy tymi rzadkimi, jasnymi obiektami ukrywa się jednak znacznie liczniejsza populacja o małej masie, przypominająca domy znajdujące się pomiędzy większymi budynkami. W efekcie galaktyka może okazać się znacznie bardziej masywna, niż wskazywały wcześniejsze szacunki.

Więcej małych gwiazd może wskazywać na większą masę

Aby oszacować niewidoczną masę zgromadzoną w małych, słabych gwiazdach, astronomowie tradycyjnie zakładali, że gwiazdy powstają w przybliżeniu w takich samych proporcjach w całym kosmosie. Nowe wyniki podważają to założenie. Pokazują, że najbardziej masywne galaktyki we wczesnym Wszechświecie zawierały znacznie większy odsetek gwiazd o małej masie niż mniej masywne obiekty, takie jak Droga Mleczna.

Zdaniem astronomów w przypadku jednej z galaktyk z badanej próbki efekt był szczególnie wyraźny. Obiekt ten prawdopodobnie powstał mniej niż półtora miliarda lat po Wielkim Wybuchu i mógł być nawet cztery razy bardziej masywny, niż wskazywały wcześniejsze szacunki.

Naukowcy podkreślają, że do niedawna wykonanie takich pomiarów było niemożliwe. Potrzebowali nie tylko teleskopu zdolnego do obserwowania bardzo odległych galaktyk, lecz także widm o wyjątkowej jakości oraz nowych technik analizy, które pozwoliły wiarygodnie wykryć subtelne sygnatury słabych gwiazd o małej masie ukrytych w ogromnych kosmicznych strukturach.

Odkrycie zmienia obraz wczesnego Wszechświata

Jak podkreślają badacze, odkrycie ma istotne znaczenie dla naszego rozumienia wczesnego Wszechświata. Dzięki Teleskopowi Webba astronomowie odkryli zaskakująco masywne i rozwinięte galaktyki, które istniały tuż po Wielkim Wybuchu. Nowe wyniki sugerują, że obiekty te były prawdopodobnie jeszcze bardziej masywne, niż początkowo sądzono. Naukowcy wskazują, że modele powstawania galaktyk muszą teraz wyjaśnić, w jaki sposób tak ogromne ilości małych gwiazd mogły powstać tak wcześnie w historii Wszechświata.

Naukowcy zwracają uwagę, że w tych małych gwiazdach może skrywać się znacznie więcej masy, niż dotychczas uważano. Odkrycie to może mieć znaczenie dla wielu dziedzin astronomii. Ponieważ wiele planet krąży wokół gwiazd o małej masie, wyniki badań mogą wskazywać, że we wczesnym Wszechświecie mogło powstać więcej planet, niż wcześniej sądzono.

Emil Gołoś