Študija slike, ki jo je posnel JWST, je privedla do odkritja galaksije v zgodnjem vesolju približno milijardo let po velikem poku, katere svetlobni podpis pripisujejo njegovemu megličnemu plinu, ki zasenči njene zvezde. Galaksija, ki se zdaj imenuje GS-NDG-9422, je kemično zapletena in nima zvezd Populacije III. Podobno je najbolj oddaljena galaksija JADES-GS-z14-0 nastala v zgodnjem vesolju približno 290 milijonov let po velikem poku, v katerem so ugotovili kovine. Po trenutnem razumevanju bi morala biti prva generacija zvezd zgodnjega vesolja zvezde Populacije III z nič kovinskostjo. V astronomiji se vsak element, težji od helija, šteje za kovino. Kemične nekovine, kot so kisik, dušik itd., so v kozmološkem kontekstu kovine. Zvezde postanejo kovinsko obogatene v vsaki generaciji po dogodku supernove.
Z uporabo slike, ki jo je posnel instrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) vesoljskega teleskopa Jamesa Webba (JWST), so raziskovalci identificirali edinstveno galaksijo iz zgodnjega vesolja pri rdečem premiku Z= 5.943, kar ustreza približno eni milijardi let po velikem poku. Ta galaksija, ki se zdaj imenuje GS-NDG-9422, je morda manjkajoča faza galaktičnega razvoja med prvimi zvezdami vesolja in dobro uveljavljenimi galaksijami.
Slika šibke pike galaksije GS-NDG-9422 ima edinstven svetlobni podpis. Vir svetlobe, ki ga vidimo na sliki, je vroč plin galaksije. Svetloba ni prihajala od njegovih zvezd.
Za razliko od masivnih zvezd v našem lokalnem vesolju, katerih temperatura je približno 40,000 do 50,000 °C, so zvezde v galaksiji GS-NDG-9422 izjemno vroče. Morda je bila ta galaksija v fazi nastajanja zvezd znotraj goste plinske meglice, ki je proizvajala veliko število masivnih, vročih zvezd, ko je svetloba zapustila to galaksijo pred približno 12.8 milijardami let, da bi zdaj dosegla JWST. Opazovanje se ujema z računalniškim modelom, da je nenehno obstreljevanje megličnega plina s fotoni vročih zvezd segrelo meglični plin na več kot 80,000 °C, kar mu je omogočilo, da je svetil svetlejše v skoraj infrardeči svetlobi kot zvezde.
Galaksija, v kateri prevladuje meglična svetloba (in ne svetloba zvezd), je v skladu z okoljem prve generacije zvezd zgodnjega vesolja. Zvezde v takih galaksijah so Pop. III zvezde z nič kovinskostjo. Vendar galaksija GS-NDG-9422 presenetljivo nima zvezd Populacije III. Podatki JWST kažejo, da je GS-NDG-9422 kemično zapleten.
Primer najbolj oddaljene galaksije JADES-GS-z14-0, ki je nastala v zgodnjem vesolju približno 290 milijonov let po velikem poku, je še bolj zapleten. Zvezde v tej galaksiji bi morale biti Pop. III zvezde z nič kovinskostjo, vendar študija infrardečih lastnosti galaksije JADES-GS-z14-0 razkriva prisotnost kisika, kar pomeni obogatitev s kovinami, kar pomeni, da bi morale generacije zvezd že zaključiti svoje življenjske cikle.
Prve zvezde v vesolju vsebujejo nič ali zelo malo kovin. Imenujejo se Pop III zvezde (ali Population III stars). Nizkometalne zvezde so zvezde Pop II. Mlade zvezde imajo visoko vsebnost kovin in se imenujejo "Pop I zvezde" ali solarne kovinske zvezde. S sorazmerno visoko kovinskostjo 1.4 % je sonce nova zvezda. V astronomiji se vsak element, težji od helija, šteje za kovino. Kemične nekovine, kot so kisik, dušik itd., so v kozmološkem kontekstu kovine. Zvezde postanejo kovinsko obogatene v vsaki generaciji po dogodku supernove. Povečanje vsebnosti kovin v zvezdah kaže na mlajšo starost.
***
Reference:
- Cameron AJ, sod 2024. Galaksije, v katerih prevladujejo meglice: vpogled v funkcijo začetne zvezdne mase pri velikem rdečem premiku. Objavljeno: 21. junij 2024. Mesečna obvestila Kraljevega astronomskega društva, zvezek 534, številka 1, oktober 2024, strani 523–543, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae1547
- NASA News – V Odd Galaxyju Nasin Webb najde potencialno manjkajočo povezavo s prvimi zvezdami. Na voljo na https://science.nasa.gov/missions/webb/in-odd-galaxy-nasas-webb-finds-potential-missing-link-to-first-stars/
- Prasad U., 2024. Zgodnje vesolje: Najbolj oddaljena galaksija »JADES-GS-z14-0« izziva modele nastanka galaksij. Znanstveni evropski. Objavljeno 12. avgusta 2024. Na voljo na https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/early-universe-the-most-distant-galaxy-jades-gs-z14-0-challenges-galaxy-formation-models/
***