Scientists found an enigma in deep space. The Webb telescope solved it.

A tudósok egy rejtélyt fedeztek fel a mély űrben. A Webb-teleszkóp megfejtette.

A James Webb Űrteleszkóp megoldott egy újabb kozmikus rejtélyt.

A csillagászok látni tudnak egyfajta fényt, amely milliárd évvel ezelőtt áramlott ki néhány legkorábbi galaxisból, mégis sok tudós úgy véli, ezt a fénysugárzást nem kellene látnunk. Ennek az az oka, hogy az univerzum történetének egy kritikus szakaszában – amikor az ún. „reionizáció” idején az első csillagok kezdtek ragyogni – a világűr teljesen tele volt a Nagy Bumm (azaz a világmindenség létrehozásáért felelős hatalmas robbanás) során keletkezett gázzal.

Ennyire sűrű gáz elvileg el kellene takarja az első csillagok és galaxisok fényét. De nem így történik. Látni tudjuk a korai hidrogénatomokból (a legkisebb atom, és az egyik legelső képződött elem) kibocsátott fényt.

„Az egyik leginkább zavarba ejtő kérdés, amit korábbi megfigyelések vetettek fel, a nagyon korai Univerzumból származó hidrogénatomok fényének a detektálása volt, amelynek teljesen el kellett volna tűnnie a Nagy Bumm után képződött primitív semleges gázban,” mondta egy nyilatkozatban Callum Witten, a Cambridge-i Egyetem csillagásza, aki vezette a James Webb által végzett új kutatást e rejtély kapcsán. „Számos hipotézist javasoltak korábban, hogy magyarázzák ennek a ‘megmagyarázhatatlan’ kibocsátásnak a nagy menekülését.”

De a Webb teleszkóp, amelyet óriási tükrével úgy építettek, hogy rendkívül halvány fénysugárzást érzékeljen és nagyon távoli objektumokat oldjon fel, meggyőző választ adott.

Kiderült, hogy a „megmagyarázhatatlan” fény, amelyet korábban egy bizonyos ősi galaxisból származóként figyeltek meg, nem egyetlen galaxisból származik. Webb azt találta, hogy ezek a kibocsátások valójában galaxiscsoportoktól származnak – csak nem láttuk őket. Ezek a korai galaxisok ütköztek és összeolvadtak egymással (a galaxisok gyakran ütköznek), ami végül rendkívül aktív kozmikus környezetet hozott létre. Az új kutatás során, amelyet a Nature Astronomy című szakmai folyóiratban publikáltak, a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy ez az intenzív tevékenység – a galaxisok ütközéseinek és az új csillagok energikus létrehozásának stimulálása – erős fénykibocsátásokat generált, és ezen felül utat tisztít a fény számára az űrbe való kiszökéshez.

Az alábbi Webb képen látható a távoli EGSY8p galaxis, amely a Földtől hihetetlenül messze, 13,2 milliárd fényévre helyezkedik el, két másik kisebb galaxis által körbevéve – valami, amit a korábbi megfigyelések nem tudtak észlelni.

„Amíg a Hubble csak egy nagy galaxist látott, addig a Webb egy kisebb interagáló galaxisokból álló csoportot fedezett fel, és ez a felfedezés óriási hatást gyakorolt az első galaxisokból származó váratlan hidrogénkibocsátás megértésére,” jegyezte meg Sergio Martin-Alvarez, a Stanford Egyetem kutatója, aki a tanulmányon dolgozott.

A nagyon távoli EGSY8p galaxis két kisebb galaxis által körülvéve.

A nagyon távoli EGSY8p galaxis két kisebb galaxis által körülvéve.
Forrás: ESA Webb / NASA / CSA

A csillagászok továbbra is irányítani fogják a Webb teleszkópot néhány legkorábbi, valaha létrejött galaxisra, azzal a nagyobb céllal, hogy megértsék, hogyan jöttek létre a galaxisok, mint például a saját tejútrendszerünk.

A Webb teleszkóp lenyűgöző képességei

A Webb teleszkóp – amelyet a NASA, az Európai Űrügynökség (ESA) és a Kanadai Űrügynökség (CSA) tudományos együttműködése keretében építettek – arra tervezték, hogy bepillantást nyerjen a leghidegebb kozmoszba és új betekintést adjon a korai univerzumról. De érdekes bolygókat is vizsgál a galaxisunkban, a Naprendszerünkben lévő bolygók és holdak mellett.

Íme, hogyan éri el Webb a példátlan bravúrokat, és valószínűleg még évtizedekig fogja:

– Óriástükör: A Webb tükre, amely felfogja a fényt, több mint 6,5 méter széles. Ez több mint kétszerese a Hubble Űrteleszkóp tükrének méretének. A több fény felfogása lehetővé teszi Webb számára, hogy ennél távolabbi, ősi objektumokat lásson. Ahogy korábban említettük, a teleszkóp több mint 13 milliárd éves csillagokat és galaxisokat figyel, mindössze néhány száz millió évvel a Nagy Bumm után.

„Meg fogjuk látni az első csillagokat és galaxisokat, amelyek valaha létrejöttek,” mondta Jean Creighton, csillagász és a Wisconsin-Milwaukee Egyetem Manfred Olson Planetáriumának igazgatója a Mashable-nek 2021-ben.

– Infravörös nézet: A Hubble-től eltérően, amely többnyire a számunkra látható fényt vizsgálja, a Webb elsősorban egy infravörös teleszkóp, ami azt jelenti, hogy az infravörös spektrumban látja a fénysugárzást. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy sokkal többet lássunk az univerzumból. Az infravörös hosszabb hullámhosszokkal rendelkezik, mint a látható fény, így a fényhullámok hatékonyabban csúsznak át a kozmikus felhőkön; a fény ritkábban ütközik és szóródik el ezeken a sűrűn csomagolt részecskéken. Végül Webb infravörös látása képes behatolni szokásos helyekre, ahová a Hubble nem képes.

„Fellebbenti a fátylat,” mondta Creighton.

– Belekukkanthat távoli exobolygókba: A Webb teleszkóp olyan különleges eszközökkel rendelkezik, amelyeket szpektrográfnak neveznek, és forradalmasítani fogják a távoli világok megértését. Az eszközök képesek megfejteni, hogy milyen molekulák (például víz, széndioxid és metán) találhatók a távoli exobolygók légkörében – legyenek azok gázhalmazok vagy kisebb kőzetbolygók. A Webb a Tejútrendszerünkben lévő exobolygókat fogja megvizsgálni. Ki tudja, mit fogunk felfedezni?

„Lehet, hogy dolgokat fogunk megtudni, amire soha nem is gondoltunk,” mondta Mercedes López-Morales, exobolygó-kutató és asztrofizikus a Harvard & Smithsonian Astrophizikai Központban a Mashable-nak 2021-ben.

Már sikerült érdekes kémiai reakciókat találni egy 700 fényévre lévő bolygón, és ahogy fentebb említettük, az obszervatórium már elkezdett egyik legmeglepőbb helyekre nézni az univerzumban: a TRAPPIST naprendszer kőzetszerű, Föld méretű bolygóira.