James Webb-teleskopet upptäcker 300 mystiska objekt som utmanar förståelsen av det tidiga universum

DNVN - Baserat på observationer från NASA:s James Webb-rymdteleskop (JWST) har forskare vid University of Missouri identifierat 300 ovanliga kandidater för tidiga galaxer.

I en nyligen genomförd studie undersökte teamet universums yttersta utkanter och gjorde en överraskande upptäckt. Genom att analysera infraröda bilder tagna med James Webb-rymdteleskopet upptäckte de 300 objekt som var mycket ljusstarkare än väntat.

Astronomer har med hjälp av NASA:s James Webb-rymdteleskop upptäckt 300 mystiska objekt som kan vara några av universums tidigaste galaxer. Om det bekräftas kan deras existens omforma vår förståelse av hur galaxer först bildades. (Konstnärens koncept). Källa: SciTechDaily.com

”Dessa mystiska objekt är potentiella galaxer i det tidiga universum, vilket betyder att de skulle kunna vara mycket tidiga galaxer. Om även några få av dessa objekt är vad vi tror att de är, skulle vår upptäckt kunna utmana nuvarande idéer om hur galaxer bildades i det tidiga universum – den period då de första stjärnorna och galaxerna började bildas”, säger Haojing Yan, professor i astronomi vid Mizzou College of Arts and Sciences och medförfattare till studien.

Infraröda enheter banar väg för tidig rymdforskning

Enligt forskare kan det inte omedelbart fastställas vilka objekt som finns på avstånd, utan det kräver en noggrann process i flera steg som kombinerar avancerad teknik, noggrann analys och en stor mängd ansträngning från "astronomiska detektiver".

Mizzou-teamet började med två av James Webbs avancerade infraröda instrument: Near Infrared Camera och Mid Infrared Instrument. Dessa är instrument byggda för att samla in ljus från universums yttersta gränser, och är därför viktiga för att studera det tidiga universum. Anledningen till att fokusera på infrarött ljus är att ju längre bort ett objekt är från jorden, desto längre tid tar det för dess ljus att färdas, och desto mer sträcks det in i den infraröda delen av spektrumet när det anländer.

”När ljuset från dessa tidiga galaxer färdas genom rymden sträcker det sig till längre våglängder – det går från synligt ljus till infrarött. Denna sträckning kallas rödförskjutning, och den hjälper oss att bestämma avståndet till dessa galaxer. Ju högre rödförskjutning, desto längre bort från jorden är galaxen och desto närmare universums början”, förklarade Yan.

Grafik som visar mystiska objekt i rymden som forskare vid University of Missouri identifierade i sin studie. Bild: Bangzheng “Tom” Sun/University of Missouri

Tillämpa hopptekniken vid sökning

För att klargöra identiteten på de 300 potentiella protogalaxerna använde Mizzou-forskarna en mångårig metod som kallas dropout-teknik. ”Denna teknik kan upptäcka galaxer med hög rödförskjutning genom att leta efter objekt som uppträder vid rödare våglängder men försvinner vid blåare våglängder – ett tecken på att deras ljus har färdats långa sträckor och tider”, säger Bangzheng ”Tom” Sun, en doktorand som arbetar med Yan och huvudförfattare till artikeln. ”Detta fenomen är ett kännetecken för 'Lyman Breakdown', en spektral egenskap som orsakas av absorptionen av ultraviolett ljus av neutralt väte. När rödförskjutningen ökar, skiftar signaturen till rödare våglängder.”

Professor Yan tillade att även om skip-tekniken kunde identifiera enskilda galaxkandidater, var nästa steg att kontrollera om de verkligen hade "mycket" höga rödförskjutningar. "Helst skulle detta göras med hjälp av spektroskopi, en teknik som sprider ljus över många olika våglängder för att identifiera signaturer som möjliggör exakta rödförskjutningsbestämningar", sa han.

Spektroskopi – guldstandarden för att bekräfta tidiga galaxer

I avsaknad av fullständiga spektraldata använde teamet en metod som kallas spektral energifördelningsanpassning, vilket gav Sun och Yan en grund för att uppskatta rödförskjutningen hos galaxkandidaterna – tillsammans med andra egenskaper som ålder och massa. Tidigare antog många forskare ofta att dessa extremt ljusa objekt inte var protogalaxer utan helt enkelt andra fenomen som härmade dem. Baserat på de nya resultaten anser Sun och Yan dock att dessa objekt förtjänar ytterligare studier och inte bör uteslutas för tidigt.

"Även om det bara bekräftas att ett fåtal av dessa objekt existerar i det tidiga universum, kommer de att tvinga oss att revidera våra befintliga teorier om galaxbildning", betonade professor Yan.

Det slutgiltiga testet, säger forskarna, kommer fortfarande att förlita sig på spektroskopi – som anses vara guldstandarden – för att bekräfta dessa fynd. Spektroskopi kan dela upp ljus i olika våglängder, ungefär som ett prisma delar upp ljus i en regnbåge av färger. Därifrån kan forskare upptäcka en galax unika spektrala fingeravtryck, vilket avslöjar hur den bildades, hur gammal den är och vad den är gjord av.

”Ett av våra objekt har spektroskopiskt bekräftats vara en protogalax. Men detta objekt ensamt är inte tillräckligt. Vi behöver ytterligare bekräftelse för att säkert kunna säga om de nuvarande teorierna ifrågasätts”, sa Sun.

La Khe (enligt SciTech Daily)

Källa: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/kinh-vien-vong-james-webb-phat-hien-300-vat-the-bi-an-thach-thuc-hieu-biet-ve-vu-tru-so-khai/20250824045453656