Az univerzum hajnalának kutatása ismét meglepetést tartogatott a csillagászok számára. A Missouri Egyetem kutatói legalább 300 olyan halvány, ám a vártnál jóval fényesebb objektumot azonosítottak, amik a jelenlegi elméletek szerint túl korán kezdtek el csillagokat formálni – vagy valami egészen más folyamat állhat a háttérben. A felfedezéshez a James Webb űrtávcső két nagy teljesítményű infravörös kameráját, a közeli infravörös kamerát és a közép-infravörös műszert használták, amik kifejezetten a legtávolabbi kozmikus fényforrások észlelésére készültek.

„Ezek a rejtélyes objektumok az univerzum korai szakaszának jelölt galaxisai, vagyis nagyon ősi galaxisok lehetnek” – mondta Haojing Yan, a Missouri Egyetem Bölcsész- és Természettudományi Karának csillagászprofesszora, a tanulmány társszerzője. „Ha akár csak néhány ezek közül valóban az, aminek gondoljuk, a felfedezésünk megkérdőjelezheti a jelenlegi elképzeléseket arról, hogyan alakultak ki a galaxisok az univerzum korai időszakában – abban a periódusban, amikor az első csillagok és galaxisok formálódni kezdtek.”

A múltba látva

A kutatók a „dropout technikát” alkalmazták a 300 objektum vizsgálatára, amely különböző hullámhosszakon készült felvételek összevetésén alapul. Bangzheng „Tom” Sun csapattag elmagyarázta: „Ez a jelenség a ‘Lyman-törés’ jele, amit a semleges hidrogén által elnyelt ultraibolya fény okoz. Ahogy a vöröseltolódás növekszik, ez a jellegzetesség egyre vörösebb hullámhosszakra tolódik.”

A módszer lényege, hogy a nagyon távoli galaxisok fénye az univerzum tágulása miatt megnyúlik, így a Földről nézve vörösesnek látszanak, és a kékebb tartományban „eltűnnek”. Ez a „kiesés” árulkodik arról, hogy az objektum rendkívül messze van – írja az Universe Today.

Távolságmérés és jellemzés

A pontos távolság meghatározásához a legjobb módszer a spektroszkópia, ami a fényt hullámhosszak szerint bontja fel, így azonosítva a vöröseltolódás mértékét. „Ideális esetben ezt spektroszkópiával végeznénk, amely lehetővé teszi a vöröseltolódás pontos meghatározását” – mondta Yan.

A kutatók emellett a „spektrális energiaeloszlás illesztést” is alkalmazták, amely az objektum által kibocsátott energia és a hullámhossz kapcsolatát ábrázolja. Ez különösen hasznos az infravörös tartományban, mivel segít azonosítani a csillagkeletkezési régiókat vagy a fiatal, forró csillagok által felmelegített környezeteket.

Következmények a galaxisfejlődés elméleteire

A jelenlegi elképzelések szerint az első galaxisok a Nagy Bumm után 200-600 millió évvel kezdtek kialakulni, a sötét anyag által vezérelt összeolvadások révén. Ha a Missouri Egyetem csapata által megfigyelt objektumok valóban ebből a korszakból származnak – vagy még korábbról –, az szűkítheti ezt az időintervallumot, és pontosabb képet adhat a legelső csillagkeletkezési régiók létezéséről.

„Még ha csak néhány ezek közül valóban a korai univerzumból származik, akkor is módosítanunk kell a galaxisok kialakulásáról szóló jelenlegi elméleteket” – hangsúlyozta Yan. Sun hozzátette: „Az egyik objektumunkat már spektroszkópiával is megerősítettük, hogy korai galaxis, de ez önmagában nem elég. További megerősítésekre lesz szükségünk ahhoz, hogy biztosan kijelenthessük: a jelenlegi elméletek valóban kihívás elé kerülnek.”