Международна група астрономи е идентифицирала серия от галактики, толкова странни, че е трябвало да бъдат наречени „галактики на птицечовките“Откритието, базирано на данни от космическия телескоп „Джеймс Уеб“, започва да разклаща някои предполагаеми представи за това как се раждат и растат галактиките в ранната Вселена.
Тези космически обекти, разположени на милиарди светлинни години разстояние, съчетават типичните характеристики на las estrellasГалактики и квазари, които не се вписват в нито една категорияХибридната му природа напомня на птицечовката, животното, което изглежда сякаш е съставено от части на други същества и което озадачаваше биолозите години наред. В този случай озадачението се е преместило от лабораторията до космическите обсерватории.
Нов тип галактика е открит от космическия телескоп Джеймс Уеб
Откритието беше представено по време на 247-та среща на Американското астрономическо дружество (AAS), водещ научен форум, където се обсъждат най-новите резултати в астрофизиката. Там екип от Колеж по изкуства и науки, Университет на Мисури То разкри популация от обекти, които засега се изплъзват на стандартните класификации.
Изследователите анализирали Архиви на дълбоки извънгалактически полета, наблюдавани от космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST), включително програмата CEERS (Наука за ранно освобождаване на космическата еволюция), предназначена да изучава ранната вселена с безпрецедентни подробности. В рамките на набор от приблизително 2.000 специфични източника се очерта много малка група, която не се държеше като останалите.
Като цяло екипът идентифицира девет обекта, които биха съществували между 12 и 12,6 милиарда годиникогато Вселената е била още много млада. На това разстояние космическият телескоп „Джеймс Уеб“ едва вижда светлинни точки, но комбинацията от изображения и спектроскопия му е позволила да надхвърли просто видимостта.
Проучването е достъпно в момента на сървъра за препринти arXiv. Под заглавието „Нова популация от точкови източници с тесни линии“, изследването предоставя предварително описание на свойствата на тези източници и предлага няколко сценария, които обясняват техния произход. Въпреки че данните са надеждни, самият екип подчертава, че това е само първа стъпка и че ще са необходими допълнителни наблюдения.
Защо се наричат галактики на птицечовките?
Прякорът не е просто прищявка. Видът му на изображенията напомня на далечна звезда или квазар.Те са изключително компактни, почти точковидни, без разтегнатата структура, която обикновено свързваме с галактиките. Когато обаче светлината, която излъчват, се изследва чрез спектроскопия, картината се променя напълно.
Вместо да показва типичния подпис на свръхмасивна черна дупка, поглъщаща материя, както е при квазаритеТези обекти показват много тесни емисионни линиипо-подобни на тези, наблюдавани в галактики, където газът се йонизира от интензивни епизоди на звездообразуване. С други думи, неговият спектрален „баркод“ не съответства на най-очевидната интерпретация на външния му вид.
Както обясни астрономът Хаоджин Ян, професор в Университета на Мисури и член на екипа, това е популация, която не може удобно да бъде вписана в известни категорииОт една страна, те изглеждат като точкови източници, което на тези разстояния обикновено показва квазари. От друга страна, те нямат спектралните характеристики, които бихме очаквали от активно ядро, захранвано от свръхмасивна черна дупка.
Паралелът с птицечовката е неизбежен: В биологията това животно съчетава черти на бозайник, птица и влечуго.В астрономията тези галактики съчетават характеристики на звезди, компактни галактики и квазари, без да са напълно нито една от трите. Оттук и етикетът „галактики на птицечовките“, който вече се е промъкнал в неформалните научни дискусии.
От европейската астрофизична общност, която е силно ангажирана с научната експлоатация на Джеймс Уеб чрез ESA (Европейска космическа агенция), тези видове резултати се следят отблизо. Много изследователски групи в Испания, Франция, Германия и Италия работят именно върху моделирането на еволюцията на първите галактики, така че Всеки предмет, който нарушава предишните норми, се превръща в ключов елемент да коригира теориите.
Квазароподобен вид, сърце на формираща се галактика
Един от най-поразителните аспекти на откритието е несъответствие между начина, по който изглеждат, и това, което разкрива техният спектърНа изображенията от JWST тези девет обекта изглеждат като концентрирани светлинни точки, без видими ореоли или спирални рамена, дори възползвайки се от високата инфрачервена резолюция на телескопа.
Тази морфология обикновено се свързва с много далечни квазари, захранвани от свръхмасивни черни дупкиВъпреки това, подробният анализ на спектралните линии показва поведение, по-типично за галактики с газ, осветен от млади масивни звездиТе не се вписват добре в енергийната сигнатура на ярко активно ядро или в тази на обикновен звезден куп.
Един от отговорните за проверката на тези данни, Bangzheng “Tom” Sun, сътрудник в лабораторията на YangТой е този, който е събрал пробата и е извършил спектралния анализ. Заключението му е предпазливо: Не може да се изключи, че това са галактики в разгара на звездообразуването., наблюдаван на специфичен етап, който преди това е оставал незабелязан поради липса на инструментална чувствителност.
Проблемът е в това Видимият му размер е изключително малък.Дори като се има предвид огромното разстояние, в космически мащаб те се държат като обикновени „точки“ светлина, нещо трудно за съчетаване с галактика, която интензивно и широко формира звезди. Това напрежение между размер, яркост и спектър е това, което озадачава изследователите.
Учените настояват, че само с девет идентифицирани обектаБи било преждевременно да се предефинира таксономията на галактиките. Самият факт, че те съществуват, обаче ни принуждава да... откриват нови насоки в теоретична и наблюдателна работа, в което европейски и испански екипи биха могли да играят важна роля, като се възползват от бъдещите кампании на телескопите „Джеймс Уеб“ и други големи телескопи.
Последици за моделите на формиране на галактики
Досега най-широко приетото схващане за растежа на структурите във Вселената показва, че големи галактикиГалактики като Млечния път са се образували чрез последователни сливания на по-малки галактики. Сблъсъци, гравитационни взаимодействия и бурни епизоди на звездообразуване постепенно са изградили системите, които познаваме днес.
Съществуването на галактики на птицечовките повдига вероятността това Някои ранни галактики може да са следвали по-„тихи“ или неконвенционални еволюционни пътищаКомпактната му конфигурация и тясната линейна емисия биха могли да сочат към по-малко експлозивни процеси на растеж, отколкото се смяташе досега, или към преходни фази, които моделите все още не отчитат напълно.
Ако тези източници се окажат галактики в много специфична фаза на звездообразуванеТе биха могли да представляват междинен етап, свързващ първични газови облаци с по-развити галактики. В този случай те биха се превърнали в своеобразно „липсващо звено“ за разбирането как са се сглобили първите светещи структури след Големия взрив.
Ако бъде потвърдено, този нов тип обект би наложил преразглеждане на някои числени симулации на космология и еволюция на галактикитеТова е област, в която европейските групи са особено активни. Испания участва в няколко международни консорциума, които използват суперкомпютри, за да пресъздадат Вселената от нейното начало, така че появата на неочаквани данни като тези налага прекалибриране на параметрите и допусканията.
Освен това, галактиките на птицечовките биха могли да помогнат за по-добро определяне на ролята на свръхмасивните черни дупки в ранните етапи на космоса. Ако най-накрая се потвърди, че тези обекти не са доминирани от активни ядра, както предполагат спектрите, ще е необходимо да се преосмисли кога и как първите квазари са започнали да светят и каква част от ранните галактики вече е съдържала нарастваща свръхмасивна черна дупка.
Ролята на телескопа Джеймс Уеб и предстоящите наблюдения
Цялата тази работа е осъществена благодарение на капацитета на Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ ще наблюдава Вселената в инфрачервения спектър с безпрецедентна чувствителностТелескопът Уеб е проектиран именно за изучаване на първите галактики, тези, които са се образували само няколкостотин милиона години след Големия взрив.
Програмите за дълбоко наблюдение, като например извънгалактическите полета, използвани в това изследване, генерират огромни количества данни, които след това се анализират от екипи по целия свят. Голяма част от тази информация е налична в публичните архивиТова позволява на изследователски групи от Европа и Испания да го изследват, използвайки собствени инструменти и подходи.
В този конкретен случай екипът на Университета на Мисури се е разровил в архивите, за да прегледайте повече от 2.000 специфични източникаСлед този първоначален подбор, те пресяха обектите, докато не останаха само няколко случая, показващи най-странните свойства. Това е щателна работа, комбинираща техники за анализ на изображения със спектроскопия и сравнение с теоретични модели.
Гледайки напред, астрономите са уверени, че ще получат спектри с по-висока резолюция и нови допълнителни наблюденияТова ще бъде постигнато както със самия Webb, така и с наземни телескопи с голям диаметър, разпръснати из Европа, Америка и други континенти. С по-прецизни данни ще бъде възможно да се измери по-точно химичният състав, скоростта на звездообразуване и евентуалното наличие на слаби активни ядра.
Успоредно с това, няколко теоретични групи вече започват проучете сценарии, които могат да възпроизведат тези хибридни свойстваОт изключително компактни галактики с изблици на звездообразуване, до по-екзотични конфигурации, в които взаимодействието между газ, звезди и черни дупки приема форми, които досега не са били разглеждани.
Всичко подсказва, че галактиките на птицечовките ще бъдат повтаряща се тема в предстоящите конференции и специализирани публикации, тъй като се появяват нови случаи и интерпретациите се усъвършенстват. За европейската и испанската научна общност това е възможност да да допринесе с наблюдения, модели и анализи в област, която все още е във фазата на откриване.
Тази любопитна група галактики, мънички на вид, но огромни по значение, се превърна в напомняне, че Вселената все още крие изненади и че дори с мощни инструменти като космическия телескоп „Джеймс Уеб“, обекти, които разбиват стереотипите, продължават да се появяват; Галактиките на птицечовките са си спечелили място в дебата за това как са се родили първите космически структури. И по този начин те отвориха нов прозорец към преосмисляне на това, което сме смятали, че знаем за ранната история на космоса.