Maisiejina galaksija v mladem vesolju

Vesoljski teleskop James Webb so sestavili zato, da bi zrl dlje kot kateri koli drug observatorij. Da bi ljudje uzrli prve zvezde in galaksije, ki so zasvetile po velikem poku. In že lani, kmalu po uradnem začetku delovanja, so v Webbovih podatkih zagledali galaksijo, staro le slabih tristo milijonov let. Nadaljnje raziskave so pokazale, da tako mlada vendarle ni, a je potrjeno ena najmlajših, ki jih lahko vidimo.

V prvih 500 milijonih letih – vesolje je staro 13,77 milijarde let, so se oblikovale prve zvezde in galaksije. Opazovanja z Webbovim teleskopom v programu kozmične evolucije Ceers so, kot so raziskovalci zapisali v reviji Nature, pokazala presenetljivo veliko kandidatk za najstarejše oziroma najmlajše galaksije. Vendar gledati v daljno preteklost ni enostavno niti z najboljšim teleskopom vseh časov, zato je treba biti pri objavah rezultatov previden in si vzeti nekoliko več časa ter stvari pogledati več kot enkrat. V začetku lanskega avgusta je završalo, da so odkrili galaksijo – Maisiejino galaksijo –, staro 290 milijonov let. Pregledali so jo še z drugim od štirih Webbovih znanstvenih instrumentov in ugotovili, da se je oblikovala 100 milijonov let kasneje od prvih ocen, torej 390 milijonov let po začetku vesolja, s čimer še vedno spada med štiri najmlajše kadar koli opazovane galaksije.

Da astronomi ugotovijo starost zvezde ali galaksije, merijo rdeči premik, ko se valovna dolžina svetlobe zaradi širjenja vesolja premakne v rdeči del spektra, večji ko je rdeči premik, ki ga v astronomiji označujejo s črko z, bolj je objekt oddaljen. Sprva so rdeči premik galaksije merili le s fotometrijo, nato so pridobili še spektroskopske podatke z instrumentom NIRSpec, ki svetlobo razbije na več različnih frekvenc, iz česar pridobijo lastnosti, kot so kemična sestava, toplota, svetlost in relativna hitrost. Tako so izračunali, da je vrednost rdečega premika Maisiejine galaksije 11,4.

Webbova mojstrovina ob prvi obletnici delovanja

»Vznemirljivo pri vsem tem je, da je ta galaksija ena prvih zelo oddaljenih, ki smo jih odkrili z Webbom, in pravzaprav prva, ki smo jo s spektroskopijo tudi potrdili,« je pojasnil Steven Finkelstein z Univerze v Austinu v Teksasu, vodja programa Ceers. Galaksijo je poimenoval po svoji hčeri, saj jo je odkril na njen rojstni dan.

Ekipa programa Ceers raziskuje še okoli deset drugih galaksij, ki so morda še starejše. So pa že preverili galaksijo Ceers-93316, ki so jo po javno dostopnih podatkih odkrili raziskovalci z Univerze v Edinburgu in je bila sprva ocenjena na vsega 250 milijonov let starosti. Izkazalo pa se je, da je njen »z« 4,9, v prevodu to pomeni, da se je oblikovala približno milijardo let po velikem poku. Galaksija je oddajala svetlobo v nekaj ozkih frekvenčnih pasovih, povezanih s kisikom in vodikom, da je bila videti bolj modra, kot je v resnici. Modri odtenek pa je posnemal značilnosti, ki bi jih pričakovali v zelo zgodnjih galaksijah. Vendar je šlo za »napako« v fotometrični metodi. Kot je pojasnil Finkelstein, je galaksija precej presvetla, glede na modele za galaksije, ki so nastale tako zgodaj v vesolju. »Res bi bilo težko razložiti, kako je lahko vesolje tako kmalu ustvarilo tako masivno galaksijo,« je dejal Finkelstein.

Finkelstein je sicer navdušen nad zmogljivostjo Webba. »Opazovanja v programu Ceers so presegla vsa naša pričakovanja. Število galaksij, ki jih zdaj lahko vidimo v zgodnjem vesolju, je preseglo naša predvidevanja,« je povedal.

Maisiejino galaksijo so odkrili v območju Razširjene Grothove skupine (na posnetku je okoli 5000 galaksij, posnetek se konča z Maisiejino galaksijo) ki leži med ozvezdjema Veliki medved in Volar. Skupino je med letoma 2004 in 2005 opazoval že Hubble, vendar ni mogel videti vsega, kar je zdaj odkril Webb. Je pa program dokaz, kako se podatki med dvema teleskopoma, ki ju radi primerjamo, med seboj dopolnjujejo. Naslednji cilj programa Ceers je dognati, kako so se v prvih galaksijah oblikovale prve zvezde.