JWST מוצא עדות ל"אקדח מעשן" לגלקסיות מוקדמות המשנות את היקום - עולם הפיזיקה

באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST), צוות בינלאומי של אסטרונומים מצא ראיות משכנעות לכך שגלקסיות מוקדמות היו אחראיות ליינון מחדש של היקום המוקדם. זהו התהליך שבו מיוננים אטומי מימן ניטרליים, מה שהופך את היקום לשקוף לאור באורכי גל שהיו נספגים על ידי האטומים. המחקר נעשה על ידי חברי שיתוף הפעולה EIGER, המשתמש במצלמת האינפרא אדום הקרובה (NIRCam) של ה-JWST כדי לחקור אור מקוואזרים ביקום המוקדם.

העידן הקוסמולוגי של יינון מחדש התרחש בסביבות מיליארד שנים לאחר המפץ הגדול. לפני יינון מחדש, גז מימן ניטרלי בין גלקסיות מוקדמות ספג אור באורכי גל מסוימים. ואז משהו גרם להתחממות הקוסמוס, ומינון הגז ליצירת פלזמה. אזורים אלה של פלזמה היו פחות יעילים בקליטת אור, ויצרו "בועות" של שקיפות ביקום.

הבועות הללו היו גדולות בהרבה מהגלקסיות עצמן, בקוטר של כ-4 מיליון שנות אור. במשך מאה מיליון השנים לערך, הבועות גדלו והצטרפו, ובסופו של דבר היקום כולו הפך שקוף. עם זאת, מה בדיוק גרם ליינון מחדש זה תעלומה קוסמולוגית חשובה.

הסבר ברירת מחדל

"כנראה שזה היה מקור כלשהו לקרינה מייננת", מנהיג הצוות סיימון לילי לספר עולם הפיזיקה. "זה הוגן לומר שהסבר ברירת המחדל היה תמיד שזה היה אור אולטרה סגול מהכוכבים והגלקסיות הראשונים שנוצרו מוקדם ביקום", מסבירה לילי, שבסיסה ב-ETH ציריך בשוויץ. "חלק מהכוכבים האלה יהיו לוהטים מספיק כדי שהם יפיקו הרבה פוטונים אולטרה סגולים, ובאופן עקרוני, זה יכול לעשות את זה."

הוצעו גם מקורות אחרים לקרינה מייננת. אלה כוללים יצירת קרינה אולטרה סגולה וקרני רנטגן על ידי האצת החומר כשהוא נופל לחורים שחורים.

כעת, לילי ועמיתיו למדו יינון מחדש על ידי שימוש ב-JWST כדי לצפות באור מקוואזר עתיק. זהו חור שחור סופר מסיבי שבולע כמויות גדולות של חומר, וגורם לפליטת כמויות עצומות של קרינה. על ידי לימוד האופן שבו האור הזה עבר דרך גלקסיות עתיקות בדרכו לכדור הארץ, הצוות גילה מתאם בין מיקומן של גלקסיות אלה לבין מיקומם של כתמי גז מיונן מחדש. זה איפשר לחוקרים להסיק שמשהו בתוך הגלקסיות הללו, אולי כוכבים צעירים, יינן את החלל שמסביב.

זה האקדח המעשן, שגלקסיות הן שעשו את היינון מחדש

סיימון לילי

לילי יחד עם דאיצ'י קשינו באוניברסיטת נאגויה ביפן ועמיתיו מתארים את ממצאיהם במאמר ב אסטרופיסיקל ז'ורנל. מאמר זה הוא אחד משלושה שפורסמו באותו כתב עת הקשורים למחקר זה. ה נייר שני הוא על ידי מדען ETH ציריך ג'וריט מתתי ועמיתים ומסתכל על המאפיינים של הגלקסיות, וה נייר שלישי מסתכל על הקוואזר עצמו ונמצא ליד אנה-כריסטינה איילרס במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס.

הצוות יחקור כעת חמישה קוואזרים אחרים ואת קווי הראייה שלהם לכדור הארץ כדי לחקור עוד יותר את הקשר בין גלקסיות ליינון מחדש.

כוכבים וגלקסיות ראשונות אינם ישנים כפי שחשבנו, אומרים אסטרונומים של פלאנק

"אנחנו לא הראשונים לגלות גלקסיות בתקופות אלה, ואכן, ה-JWST מוצא גלקסיות בתקופות מוקדמות יותר באופן משמעותי, אבל מה שהטלסקופ באמת איפשר לנו היה לייצר דגימות גדולות מאוד והומוגניות של גלקסיות", אמרה לילי. "לא הייתי מהסס לומר שלא היינו יכולים לעשות זאת ללא ה-JWST."

עבור לילי, שהייתה קשורה לטלסקופ מאז שלבי התכנון המוקדמים שלו בשנות ה-1990, תוצאה זו היא אימות חשוב לכך שה-JWST שימושי מעבר לצילום תמונות מדהימות של היקום; יש לזה גם ערך ניסיוני אמיתי.

"אנחנו רואים את היקום כפי שהיה כמה 100 מיליון שנים אחרי המפץ הגדול, ואנחנו עושים שם פיזיקה", סיכמה לילי. "אנחנו למעשה עונים לשאלות עם ה-JWST, לא רק עומדים ביראת כבוד מהוד של היקום."

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/jwst-finds-smoking-gun-evidence-of-early-galaxies-transforming-the-universe/