Najbolj oddaljena galaksija, kar jih poznamo

Astronomi so arheologi, ki z opazovanjem vedno bolj oddaljenih galaksij plast za plastjo odkrivajo zgodovino vesolja. Zahvala gre hitrosti svetlobe, ki je končna. Svetloba potrebuje čas, da od oddaljene galaksije pripotuje do nas. Bolj oddaljena ko je galaksija, več čas potrebuje. Andromeda, ena bližnjih galaksij, je oddaljena okoli dva milijona svetlobnih let—vidimo jo, kakršna je bila pred dvema milijonoma let. Če je galaksija oddaljena milijardo svetlobnih let, jo vidimo, kakršna je bila pred milijardo leti. In tako dalje.

Bolj ko je galaksija oddaljena, težje jo je videti, zato slabo poznamo pogoje v mladem vesolju, ko so galaksije šele začele nastajati. Odkritje (nove) najbolj oddaljene znane galaksije je zato vedno novica, pri kateri skupnost zastriže z ušesi. Kaj nas bo ta galaksija naučila o mladem vesolju?

Nedavno so bili na spletnem arhivu arXiv objavljeni trije članki (prvi, drugi in tretji), v katerih je secirana galaksija JADES-GS-z14-0 (v nadaljevanju GS14). Galaksijo so raziskovalci prvič opazili na daljšem posnetku vesolja, ki ga je naredil vesoljski teleskop James Webb. Dodatna opazovanja so jih prepričala, da je ta galaksija izredno daleč: svetlobo je oddala, ko je imelo vesolje pičlih 300 milijonov let (danes naj bi bilo vesolje staro okoli 13.8 milijard let). Gre za najbolj oddaljeno znano galaksijo.

Galaksija GS14 v premeru meri okoli 1700 svetlobnih let, kar je malo v primerjavi s sto tisoč svetlobnih let veliko Galaksijo. A to ni presenetljivo, saj v tako mladem vesolju zvezde niso imele veliko časa, da bi nastale, zato galaksije ne morejo biti tako ogromne kot danes. No, GS14 je mogoče majhna, ampak je izjemno svetla. Glede na izsevano svetlobo je v njej na stotine milijonov zvezd, kar ni malo. Pravzaprav je več, kot napovedujejo trenutni teoretični modeli.

Še ena uganka je barva galaksije. V tako mladem vesolju bi pričakovali izjemno modre galaksije, ki večino svetlobe izsevajo v kratkih, torej modrih valovnih dolžinah. A izkazalo se je, da je GS14 manj modra od pričakovanj. Najverjetneje je to posledica prahu v galaksiji, ki pretežno absorbira modro svetlobo. Procesi, ki vodijo do nastanka prahu, so dolgotrajni. Je možno, da so bile prve zvezde še posebno uspešne tovarne prahu?

Tretja zagonetka je kisik, katerega sledove so raziskovalci našli v infrardečem delu spektra galaksije. Kisik nastane preko jedrskih reakcij v središču zvezd, za kar je potreben čas. Tak kisik mora nato priti v medzvezdni prostor, preden se lahko pokaže v spektru galaksije. Ni jasno, kako bi se v galaksij lahko tako hitro znašlo tako veliko kisika. 

Pri interpretaciji rezultatov velja previdnost, saj omenjeni članki še niso recenzirani. Meritev oddaljenosti galaksije sicer izgleda robustna, a zadnjo bodo povedali neodvisni strokovnjaki, ki niso bili udeleženi v raziskavi. Če pa se zgornji rezultati izkažejo za pravilne, bodo teoretiki imeli kar nekaj dela, da jih pojasnijo.

Naslovna slika: Slika, na kateri je bila odkrita galaksija JADES-GS-z14-0. Slika je bila posneta z instrumentom NIRCam na vesoljskem teleskopu James Webb. Avtorstvo: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)