Astronomové používající kosmický dalekohled Jamese Webba (JWST) a Atacama Large-Scale Millimeter/submilimeter Array (ALMA) objevili 70 starověkých prašných galaxií, které vznikly překvapivě brzy v historii vesmíru. Tyto galaxie, pozorované tak, jak byly méně než miliardu let po Velkém třesku, obsahují neočekávaně vysoké hladiny těžkých prvků („kovů“), což je výzvou pro současné modely galaktického vývoje.
Neočekávané obohacení kovů
Současné kosmologické modely předpovídají, že těžké prvky by neměly být tak brzy ve vesmíru přítomny v takovém množství. Hvězdy produkují tyto těžší prvky prostřednictvím jaderné fúze a očekávalo se, že počáteční generace hvězd budou relativně chudé na kovy. Tyto nově objevené galaxie však již byly bohaté na kovy, což naznačuje, že tvorba hvězd začala dříve a efektivněji, než se dříve myslelo.
Podle Jorgeho Zavaly z University of Massachusetts Amherst: „Prachové galaxie jsou masivní galaxie s velkým množstvím kovů a kosmického prachu… A tyto galaxie jsou velmi staré, což znamená, že hvězdy vznikly v raném vesmíru, dříve, než naše současné modely předpovídají.“
Jak k objevu došlo
Studie začala tím, že ALMA identifikovala populaci 400 jasných, prašných galaxií. Následná pozorování JWST zúžila tento seznam na 70 slabých kandidátů na okraji pozorovatelného vesmíru – z nichž mnozí nikdy předtím nebyli spatřeni. Spojením dat z obou teleskopů astronomové potvrdili, že tyto galaxie vznikly pouhých 500 milionů let po velkém třesku. Tato chronologie vyžaduje přehodnocení toho, jak rychle se galaktické struktury vyvíjely po zrození vesmíru.
Spojování bodů
Zdá se, že tyto starověké galaxie souvisejí se dvěma jinými dříve objevenými typy galaxií: extrémně jasnými, aktivně produkujícími hvězdami a staršími, „tichými“ galaxiemi, které již hvězdy neprodukují. Savala to přirovnává k tomu, že máme „snímky životního cyklu těchto vzácných galaxií“. Jasné galaxie představují mládí, tiché galaxie představují stáří a nově objevené prašné galaxie vyplňují mezeru jako mladí dospělí.
Toto spojení naznačuje, že naše chápání galaktického vývoje je neúplné. Pokud jsou tyto tři populace skutečně propojeny, pak by tvorba hvězd měla začít dříve a probíhat rychleji, než současné teorie umožňují.
K upevnění těchto spojení je zapotřebí další výzkum, ale současné důkazy naznačují, že naši kosmickou chronologii je třeba revidovat. Objev těchto raných galaxií bohatých na kovy vyvolává základní otázky o tom, jak vznikaly hvězdy a jak se galaxie vyvíjely v počátcích vesmíru.
