Νέες εικόνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) της NASA αποκαλύπτουν για πρώτη φορά γαλαξίες με ράβδους -επιμήκη χαρακτηριστικά που αποτελούνται από αστέρες και εκτείνονται από το κέντρο του γαλαξία προς τα εξωτερικά του τμήματα- σε μια εποχή που το σύμπαν είχε μόλις το 25% της σημερινής του ηλικίας. Η εύρεση τέτοιων παρόμοιων με τον Γαλαξία μας γαλαξιών (οι οποίοι ονομάζονται ραβδωτοί) τόσο νωρίς στο σύμπαν, θα απαιτήσει από τους επιστήμονες να βελτιώσουν τις θεωρίες τους για την εξέλιξη των γαλαξιών.
Στις εικόνες του διαστημικού τηλεσκόπιου Hubble ποτέ δεν είχαν εντοπιστεί ράβδοι τόσο πίσω στο παρελθόν. Όπως μπορούμε να δούμε στην κεντρική εικόνα του άρθρου (παραπάνω) ο γαλαξίας EGS-23205 όπως φωτογραφήθηκε από το Hubble μοιάζει οριακά με κάτι περισσότερο από μια μουντζούρα σε σχήμα δίσκου, ενώ στην αντίστοιχη εικόνα του JWST (το καλοκαίρι που μας πέρασε) εμφανίζεται ως ένας όμορφος ραβδωτός σπειροειδής γαλαξίας.
«Έριξα μια ματιά σε αυτά τα δεδομένα και είπα: «Παρατάμε όλα τα άλλα!» λέει η Shardha Jogee, καθηγήτρια αστρονομίας στο “The University of Texas at Austin”. «Οι ράβδοι, που ήταν μετά βίας ορατές στα δεδομένα του Hubble, ξεπρόβαλαν στην εικόνα του JWST, δείχνοντας την τεράστια δύναμή του να βλέπει την υποκείμενη δομή των γαλαξιών.»
Η ομάδα εντόπισε και έναν άλλο ραβδωτό γαλαξία, τον EGS-24268, στα 11 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο παρελθόν, έχοντας πλέον παρατηρήσεις από δύο τόσο παλαιούς ραβδωτούς γαλαξίες· παλαιότερους από οποιονδήποτε ανακαλύφθηκε προηγουμένως.
Σε ένα άρθρο, το οποίο έγινε δεκτό από το περιοδικό “The Astrophysical Journal Letters”, δίνουν έμφαση σε αυτούς τους δύο γαλαξίες, ενώ παρουσιάζουν επίσης τέσσερις άλλους ραβδωτούς με ηλικία μεγαλύτερη των 8 δισεκατομμυρίων ετών.
Οι ράβδοι παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των γαλαξιών. Διοχετεύοντας αέριο στις κεντρικές περιοχές, επιταχύνουν την αστρογένεση.
«Οι ράβδοι λύνουν το πρόβλημα της εφοδιαστικής αλυσίδας στους γαλαξίες», λέει η Jogee. «’Οπως, ακριβώς, φέρνουμε πρώτες ύλες από το λιμάνι στα εργοστάσια της ενδοχώρας που παράγουν νέα προϊόντα, έτσι και αυτές μεταφέρουν αέριο στην κεντρική περιοχή, όπου μετατρέπεται γρήγορα σε νέα αστέρια με ρυθμό 10 έως 100 φορές ταχύτερο από ό,τι στον υπόλοιπο γαλαξία.»
Με την μεταφορά αερίου, οι ράβδοι βοηθούν επίσης στην ανάπτυξη υπερμεγέθων μελανών οπών στα κέντρα των γαλαξιών.
Η ανακάλυψη ράβδων σε τόσο πρώιμες περιόδους κλονίζει τα σενάρια εξέλιξης των γαλαξιών, με διάφορους τρόπους.
«Η ανακάλυψη των πρώιμων ράβδων σημαίνει ότι, πλέον, τα μοντέλα εξέλιξης των γαλαξιών διαθέτουν μια νέα διαδρομή μέσω των ράβδων για να επιταχύνουν την παραγωγή των νέων άστρων στις πρώιμες περιόδους», εξηγεί η Jogee.
Η ίδια η ύπαρξη αυτών των πρώιμων ράβδων αποτελεί πρόκληση για τα θεωρητικά μοντέλα, καθώς αυτά πρέπει να κατανοήσουν σωστά τη φυσική των γαλαξιών, προκειμένου να προβλέψουν τη σωστή αφθονία ράβδων. Η ομάδα σκοπεύει να δοκιμάσει έναν αριθμό διαφορετικών μοντέλων στις επόμενες εργασίες της.
Το JWST αποκαλύπτει δομές σε μακρινούς γαλαξίες καλύτερα από το Hubble για δύο λόγους: Ο πρώτος είναι ότι το κάτοπτρο που διαθέτει είναι μεγαλύτερο, κάτι που του επιτρέπει να συλλέγει περισσότερο φως και, άρα, να βλέπει πιο μακριά και με υψηλότερη ανάλυση. Ο δεύτερος είναι ότι μπορεί να δει καλύτερα μέσα από τη σκόνη, καθώς παρατηρεί σε μεγαλύτερα μήκη κύματος από το Hubble, στο υπέρυθρο.
Καθοριστικό ρόλο στην έρευνα έπαιξαν οι προπτυχιακοί φοιτητές Eden Wise και Zilei Chen οι οποίοι εξέτασαν οπτικά εκατοντάδες γαλαξίες, αναζητώντας αυτούς που φαίνονταν να διαθέτουν ράβδους. Αυτό βοήθησε να περιοριστεί σε μερικές δεκάδες η λίστα των γαλαξιών, τους οποίους οι άλλοι ερευνητές θα ανέλυαν, στη συνέχεια, επισταμένα και με μαθηματικά εργαλεία.
Παραπομπές: First Look at z > 1 Bars in the Rest-Frame Near-Infrared with JWST Early CEERS Imaging
Πηγή: https://news.utexas.edu/
