_ Descoperirea a trei galactice „monstrii roșii” din universul timpuriu provoacă modelele actuale de formare a galaxiilor

O echipă internațională condusă de Universitatea din Geneva (UNIGE) a identificat trei galaxii ultra-masive – aproape la fel de masive ca Calea Lactee – deja în loc în primul miliard de ani după Big Bang.

Această descoperire surprinzătoare a fost posibilă prin programul FRESCO al telescopului spațial James Webb, care utilizează spectrograful NIRCam/grism pentru a măsura distanțe precise și mase stelare ale galaxiilor. Rezultatele indică faptul că formarea stelelor în universul timpuriu a fost mult mai eficientă decât se credea anterior, provocând modelele existente de formare a galaxiilor. Studiul este publicat în Nature.

În modelul teoretic favorizat de oamenii de știință, galaxiile se formează treptat în halouri mari de materie întunecată. Halourile de materie întunecată captează gaz (atomi și molecule) în structuri legate gravitațional. De obicei, doar aproximativ 20% din acest gaz este convertit în stele în galaxii.

Cu toate acestea, noi descoperiri contestă această viziune. Cercetătorii dezvăluie că galaxiile masive din universul timpuriu ar fi putut fi mult mai eficiente în construirea stelelor decât omologii lor de mai târziu, crescând mult mai rapid decât se credea anterior.

Capacitățile de neegalat ale JWST au permis astronomilor să studieze sistematic galaxiile în universul foarte îndepărtat și timpuriu, oferind perspective asupra galaxiilor masive și ascunse de praf. Analizând galaxiile în sondajul FRESCO, oamenii de știință au descoperit că majoritatea surselor se potrivesc cu modelele existente.

Cu toate acestea, au găsit și trei galaxii surprinzător de masive, cu mase stelare comparabile cu Calea Lactee de astăzi. Acestea formează stele aproape de două ori mai eficient decât omologii lor de masă mai mică și galaxiile în vremuri ulterioare. Datorită conținutului lor ridicat de praf, care le conferă un aspect roșu distinct în imaginile JWST, ei au fost numiți cei trei „monstri roșii”.

„Descoperirile noastre ne modifică înțelegerea formării galaxiilor în universul timpuriu. ”, spune dr. Mengyuan Xiao, autorul principal al noului studiu și cercetător postdoctoral în cadrul Departamentului de Astronomie de la Facultatea de Științe UNIGE.

„Proprietățile masive ale acestor „monstri roșii” au fost cu greu determinate înainte de JWST. , deoarece sunt invizibili optic din cauza atenuării prafului”, spune dr. David Elbaz, director de cercetare la CEA Paris-Saclay.

Echipa internațională a dezvoltat un nou program împreună cu JWST pentru a analiza sistematic un eșantion de galaxii pe linia de emisie în primul miliard de ani de istorie cosmică. Această abordare a permis echipei să realizeze estimări precise ale distanței și măsurători fiabile ale masei stelare pentru întregul eșantion de galaxie.

„Descoperirile noastre evidențiază puterea remarcabilă a spectroscopiei NIRCam/grism”, explică Pascal Oesch, profesor asociat în cadrul studiului. Departamentul de Astronomie din cadrul Facultății de Științe UNIGE, cercetător principal al acestui program de observare.

„Instrumentul de la bordul telescopului spațial ne permite să identificăm și să studiem creșterea galaxiilor în timp, și să obținem o imagine mai clară. imaginea modului în care se acumulează masa stelară de-a lungul istoriei cosmice.”

Deși aceste descoperiri nu intră în conflict cu modelul cosmologic standard, ele ridică noi întrebări pentru teoriile formării galaxiilor, în special problema „prea multe, galaxii prea masive” din universul timpuriu.

Modelele actuale ar putea avea nevoie să ia în considerare procese unice care au permis anumitor galaxii masive timpurii să realizeze o formare atât de eficientă a stelelor și, astfel, să se formeze foarte rapid, foarte devreme în univers. Observațiile viitoare cu JWST și Atacama Large Millimeter Array (ALMA) vor oferi mai multe informații despre acești monștri roșii ultra-masivi și vor dezvălui mostre mai mari de astfel de surse.

„Aceste rezultate indică faptul că galaxiile din universul timpuriu ar putea forma stele cu o eficiență neașteptată”, conchide dr. Xiao. „Pe măsură ce studiem aceste galaxii mai în profunzime, ele vor oferi noi perspective asupra condițiilor care au modelat primele epoci ale universului. Monștrii roșii sunt doar începutul unei noi ere în explorarea noastră a universului timpuriu.”

(Fluierul)