Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb εντόπισε πρώιμους γαλαξίες - Οι πρώτες επιστημονικές αντιδράσεις

Τι μορφή είχαν οι γαλαξίες στις απαρχές τη δημιουργίας του σύμπαντος; Παραδόξως, παρόμοια με τον δικό μας γαλαξία, σύμφωνα με τα τελευταία ευρήματα του διαστημικού τηλεσκόπιου James Webb (JWST), το οποίο με τη βοήθεια του υπέρυθρου ματιού του ξαναγράφει αυτό που νομίζαμε ότι γνωρίζαμε για το πρώιμο σύμπαν.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μας έχει χαρίσει πολλές συναρπαστικές φωτογραφίες από τότε που εκτοξεύθηκε το 2021, από πανέμορφες εικόνες δισκοειδών γαλαξιών και νεφελωμάτων, μέχρι και δυνητικά κατοικήσιμων κόσμων που θα μπορούσαν να φιλοξενούν εξωγήινη ζωή.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb εντόπισε πρώιμους γαλαξίες που αψηφούν τους κοσμικούς κανόνες δημιουργίας των άστρων

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal από μια ομάδα διεθνών ερευνητών, το JWST χρησιμοποιήθηκε για να αποκαλύψει γαλαξίες παρόμοιους με τον Milky Way, τον δικό μας γαλαξία. Επίπεδους δισκοειδείς γαλαξίες που περιστρέφονται γύρω από ένα κεντρικό σημείο, οι οποίοι αποτελούνται από τεράστιους σπειροειδείς βραχίονες και έχουν την απαρχή τους στη δημιουργία του σύμπαντος. Αυτό έγινε «κοιτώντας πίσω στον χρόνο», δέκα δισεκατομμύρια έτη πριν ή και περισσότερο, σε μια ταραχώδη και βίαιη περίοδο στον απόηχο της Μεγάλης Έκρηξης. Αυτός είναι άλλωστε και ο σκοπός για τον οποίον κατασκευάστηκε το πρωτοποριακό αυτό τηλεσκόπιο.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν εδώ και πολύ καιρό ότι οι γαλαξίες που άρχισαν να συγχωνεύονται αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν πολύ εύθραυστοι για να διατηρήσουν τις δομές τους, όπως σπειροειδείς βραχίονες, ραβδώσεις ή δακτυλίους. Αυτές οι γαλαξιακές δομές θεωρείται ότι σχηματίστηκαν κατά μία χρονική περίοδο τουλάχιστον έξι δισεκατομμυρίων ετών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, ωστόσο, αυτές οι ευαίσθητες δομές θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί μόλις 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, σχεδόν δηλαδή στην αρχή του σύμπαντος.

Και ερχόμαστε στο πιο σημαντικό συμπέρασμα της έρευνας. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι δισκοειδείς γαλαξίες παρόμοιοι με τον δικό μας είναι ιδιαίτερα πρόσφοροι για την ανάπτυξη της ζωής. Οι σχετικά σταθερές δομές τους, για παράδειγμα, τους δίνουν βαρυτικά χαρακτηριστικά που είναι πιο ευνοϊκά για το σχηματισμό πλανητών. Και οι πλανήτες ως γνωστόν  μπορούν να φιλοξενήσουν ζωή, σε αντίθεση με τα άστρα. Το γεγονός ότι υπήρχαν πλανήτες στο πρώιμο σύμπαν, σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες από ό,τι πιστεύαμε μέχρι τώρα, θα μπορούσε να σημαίνει πολλές περισσότερες ευκαιρίες για την ανάπτυξη εξωγήινης ζωής.

Μεγάλο μέρος της γνώσης των επιστημόνων σχετικά με την εξέλιξη των γαλαξιών προήλθε από δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble (προκάτοχος του JWST), το οποίο είναι θρυλικό από μόνο του, αλλά σίγουρα υστερεί μπροστά στις δυνατότητες ανάλυσης του JWST. Τα νέα ευρήματα βασίστηκαν σε μια καταγραφή 3.956 γαλαξιών, για την οποία οι αστρονόμοι λένε ότι είναι το μεγαλύτερο δείγμα που έχει μελετηθεί μέχρι στιγμής με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου. Τα αποτελέσματα της έρευνας ήταν εκπληκτικά. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι πολλοί δισκοειδείς γαλαξίες επιβίωσαν αυτή την πρώιμη περίοδο συχνών και βίαιων συγχωνεύσεων γαλαξιών, σε αντίθεση με ότι γνώριζαν μέχρι σήμερα. Οι ερευνητές λένε ότι αυτό είναι ακόμη ένα σημάδι ότι οι διάφορες δομές του Σύμπαντος σχηματίζονται πολύ πιο γρήγορα από ό,τι περίμενε κανείς.

Συγκρίνοντας αυτό που είδαν με τη βοήθεια του JWST με όση γνώση είχαν στα χέρια τους, η επιστημονική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ και το Πανεπιστήμιο της Βικτώριας του Καναδά δήλωσαν ότι οι γαλαξίες που μοιάζουν με τον δικό μας ήταν ή είναι –το πέρασμα του χρόνου στο αχανές διάστημα γίνεται λίγο απροσδιόριστο- δέκα φορές πιο κοινοί από ό,τι πιστεύανε προηγουμένως. Αυτό τους καθιστά τον πιο συνηθισμένο τύπο γαλαξιών στο γνωστό σύμπαν.

«Η ανακάλυψη αυτή σημαίνει ότι πρέπει να αναθεωρήσουμε όσα ξέραμε για τον τρόπο που σχηματίστηκε το σύμπαν», δηλώνει ο Christopher Conselice, καθηγητής εξωγαλαξιακής αστρονομίας από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, και συνεχίζει: «Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, πιστεύαμε ότι οι δισκοειδείς γαλαξίες ήταν σχεδόν ανύπαρκτοι μέχρι το σύμπαν να γίνει περίπου έξι δισεκατομμυρίων ετών. Αυτά τα νέα αποτελέσματα του JWST μεταθέτουν τη χρονική στιγμή του σχηματισμού αυτών των γαλαξιών σχεδόν στην αρχή του σύμπαντος».

«Είναι σαν να έχουν οι γαλαξίες ένα δικό τους βιβλίο οδηγιών που ακολουθούν, αλλά από ότι φαίνεται, αυτό το κοσμικό εγχειρίδιο κανόνων φαίνεται να έχει υποστεί μια δραματική αλλαγή κατά τη βρεφική ηλικία του σύμπαντος», είπε η Claudia Lagos, αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Αυστραλίας, σε μια δήλωσή της. «Η πιο εκπληκτική ανακάλυψη ήταν ότι οι αρχαίοι γαλαξίες παρήγαγαν πολύ λιγότερα βαριά χημικά στοιχεία από ό,τι είχαμε προβλέψει με βάση αυτά που γνωρίζουμε από τους γαλαξίες που σχηματίστηκαν αργότερα».

Αυτή η διαφορά δεν είχε εντοπιστεί πιο πριν, επειδή τα επιστημονικά όργανα που χρησιμοποιήθηκαν πριν από το JWST δεν ήταν αρκετά ισχυρά για να «δουν» τη χημική σύνθεση των γαλαξιών πριν από περίπου 11 δισεκατομμύρια χρόνια. Το JWST, ωστόσο, επέτρεψε σε αυτή την ομάδα επιστημόνων να εντοπίσει τι ακριβώς είχε συμβεί μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Όλες αυτές οι πρόσφατες ανακαλύψεις υποδηλώνουν την ανάγκη για νέες ιδέες που θα εξηγούν πώς εξελίχθηκαν οι γαλαξίες τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια και πώς αυτή η εξέλιξη αυξάνει τις πιθανότητες για ανάπτυξη ζωής στα βάθη του διαστήματος.