Επιμέλεια-Πασχάλης Ι. Νικόλαος
SkiathosVoice.gr
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb έφερε ξανά τους επιστήμονες μπροστά σε ένα μεγάλο ερώτημα: πόσο γρήγορα σχηματίστηκαν οι πρώτες μεγάλες δομές του Σύμπαντος;
Στο επίκεντρο βρίσκεται το γαλαξιακό σμήνος XLSSC 122, ένα τεράστιο σύμπλεγμα γαλαξιών που το βλέπουμε όπως ήταν πριν από περίπου 10,4 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή όταν το Σύμπαν είχε ηλικία μόλις περίπου 3,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Το παράδοξο είναι ότι το σμήνος φαίνεται υπερβολικά «ώριμο», μεγάλο και οργανωμένο για τόσο πρώιμη εποχή της κοσμικής ιστορίας.
Οι νέες παρατηρήσεις του James Webb αποκάλυψαν ότι το XLSSC 122 λειτουργεί ως ισχυρός βαρυτικός φακός. Με απλά λόγια, η τεράστια μάζα του καμπυλώνει τον χωροχρόνο και παραμορφώνει το φως ακόμη πιο μακρινών γαλαξιών που βρίσκονται πίσω του. Αυτό δημιουργεί χαρακτηριστικά φωτεινά «τόξα» στις εικόνες, επιτρέποντας στους αστρονόμους να μετρήσουν καλύτερα τη μάζα και την κατανομή της σκοτεινής ύλης στο κέντρο του σμήνους.
Η ανακάλυψη είναι σημαντική γιατί το XLSSC 122 αποτελεί πλέον το πιο μακρινό γνωστό γαλαξιακό σμήνος που εμφανίζει τόσο έντονο φαινόμενο βαρυτικού φακού. Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι ότι ο πυρήνας του φαίνεται εξαιρετικά πυκνός και συγκεντρωμένος. Σύμφωνα με την επιστημονική εργασία, η μάζα μέσα στα εσωτερικά 100 kiloparsec του σμήνους εκτιμάται σε περίπου 6,5 × 10¹³ ηλιακές μάζες, ενώ η συγκέντρωση της σκοτεινής ύλης είναι υψηλότερη από ό,τι θα περίμεναν τα σημερινά κοσμολογικά μοντέλα.
Αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι «καταρρέει» η θεωρία του Big Bang ή το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας. Σημαίνει όμως ότι ίσως η δημιουργία των πρώτων τεράστιων δομών έγινε ταχύτερα ή πιο σύνθετα από όσο πιστεύαμε. Το μοντέλο ΛCDM, που περιγράφει ένα Σύμπαν γεμάτο σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια, προβλέπει ότι οι τεράστιες δομές σχηματίζονται σταδιακά, μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια. Το XLSSC 122 δείχνει ότι κάποια γαλαξιακά σμήνη μπορεί να είχαν προλάβει να ωριμάσουν πολύ νωρίτερα.
Οι ερευνητές τονίζουν ότι χρειάζονται περισσότερα παραδείγματα. Αν το James Webb και μελλοντικές παρατηρήσεις εντοπίσουν δεκάδες παρόμοια σμήνη, τότε οι κοσμολόγοι ίσως χρειαστεί να αναθεωρήσουν σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο περιγράφουμε τη γέννηση και την εξέλιξη των πρώτων γαλαξιακών δομών.
Με λίγα λόγια, το James Webb δεν βρήκε απλώς ένα μακρινό αντικείμενο. Βρήκε ένα γαλαξιακό σμήνος που μοιάζει να έχει «μεγαλώσει» πιο γρήγορα από όσο επιτρέπουν οι σημερινές θεωρίες. Και αυτό είναι ακριβώς που κάνει την ανακάλυψη τόσο συναρπαστική.
Βιβλιογραφία
Caltech/IPAC – New JWST images of abnormally well-developed galaxy cluster open up the “cosmic noon” frontier.
Finner et al. – JWST Discovery of Strong Lensing from a Galaxy Cluster at Cosmic Noon: Giant Arcs and a Highly Concentrated Core of XLSSC 122.
Space.com – The James Webb Space Telescope peered into one of the universe’s oldest galaxy clusters.
