Ένας ασύλληπτα φωτεινός γαλαξίας, ωθεί τους επιστήμονες να ξαναγράψουν τους κανόνες για όσα ακολούθησαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang).
Ο JADES-GS-z14-0 είναι ένας από τους πιο εντυπωσιακούς γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλος — μόλις περίπου 1.400 έτη φωτός σε διάμετρο, σχεδόν αμελητέος σε σύγκριση με τη διάμετρο του Γαλαξία μας που ξεπερνά τα 100.000 έτη φωτός.
Ωστόσο, είναι πολύ νέος, ένας από τους πρώτους γαλαξίες που εμφανίστηκαν ποτέ στην
κοσμική σκηνή. Η απόστασή του από τη Γη υποδηλώνει ότι γεννήθηκε όταν το Σύμπαν ήταν μόλις περίπου 290 εκατομμυρίων ετών, δηλαδή στο 2 % της σημερινής του ηλικίας. Παρά το μικρό του μέγεθος, είναι καταπληκτικός.Ο γαλαξίας που δεν θα «έπρεπε να υπάρχει»
Είναι εξαιρετικά φωτεινός και γεμάτος από αστέρια, σχεδόν μια μινιατούρα ενός σύγχρονου γαλαξία. Για την ακρίβεια, αυτός ο γαλαξίας και άλλοι παρόμοιοι, αποτελούν μια σοβαρή πρόκληση για την εδραιωμένη εικόνα της κοσμολογίας. Είναι πολύ «ώριμοι», υπερβολικά φωτεινοί και υπερβολικά γεμάτοι αστέρια.
Επιπλέον, η λάμψη αυτού του γαλαξία υποδηλώνει την παρουσία οξυγόνου στη διαστρική σκόνη, κάτι εντελώς ασυνήθιστο. Το οξυγόνο υποτίθεται ότι υπάρχει μόνο σε γαλαξίες αρκετά παλιούς ώστε να έχουν βιώσει πολλαπλές εκρήξεις υπερκαινοφανών (σούπερνόβα), καθώς αυτές οι εκρήξεις απελευθερώνουν το οξυγόνο από τους πυρήνες των άστρων.
Σύμφωνα με το τωρινό μοντέλο κοσμολογίας, οι γαλαξίες θα έπρεπε να αναπτύσσονται με πολύ πιο αργούς ρυθμούς. Ο JADES-GS-z14-0 και οι “συγγενείς” του, δείχνουν ότι λείπει κάτι σημαντικό από την εξήγηση για τη δημιουργία του πρώιμου σύμπαντος και την εξέλιξη των γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένης και της αρχής του Γαλαξία μας, του δικού μας σπιτιού στο σύμπαν.
Ξέρουμε τα βασικά για το πώς γεννιούνται οι γαλαξίες στο σύμπαν. Πολύ παλιά, λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν ήταν σχετικά ομοιογενές. Όμως, με την πάροδο του χρόνου, οι διαφορές στην πυκνότητα αυξήθηκαν. Σε διάστημα εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών, η ύλη συγκεντρώθηκε και σχημάτισε τα πρώτα άστρα, σμήνη και γαλαξίες.
Έλλειψη στοιχείων για τις πρώτες περιόδους του σύμπαντος
Αλλά δεν διαθέτουμε λεπτομερείς παρατηρήσεις γι’ αυτή την κρίσιμη περίοδο. Υπάρχουν εξαιρετικές παρατηρήσεις για την περίοδο πριν από την εμφάνιση των γαλαξιών και άφθονοι χάρτες του σύγχρονου σύμπαντος. Όμως υπάρχουν ελάχιστα στοιχεία για τον σχηματισμό των πρώτων άστρων και γαλαξιών που εμφανίστηκαν στη σκηνή του σύμπαντος.
Ακριβώς γι’ αυτόν τον λόγο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb. Έχουμε μόνο μια γενική, ασαφή ιδέα για το πώς φωτίστηκαν οι πρώτοι γαλαξίες. Αλλά αυτό δεν είναι αρκετό για την επιστήμη. Χρειαζόμαστε πραγματικά, στέρεα δεδομένα και παρατηρήσεις. Και τώρα, το James Webb μάς προσφέρει νέες γνώσεις για το πώς εκτυλίχθηκε η ιστορία του σχηματισμού των γαλαξιών πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
Όπως ήταν αναμενόμενο, φαίνεται ότι τα πρόχειρα μοντέλα μας δεν είναι απόλυτα σωστά. Περιμέναμε οι γαλαξίες να χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να αρχίσουν να λάμπουν έντονα. Αυτά τα μοντέλα βασίζονται στη σύγχρονη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, γνωστό ως κοσμολογική θεωρία ΛCDM (Λάμδα Ψυχρή Σκοτεινή Ύλη), δηλαδή το μαθηματικό μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης.
Γνωρίζουμε ότι το σύμπαν μας κυριαρχείται από ένα μυστηριώδες συστατικό που επιταχύνει τη διαστολή, γνωστό ως σκοτεινή ενέργεια, και από μια αόρατη μορφή ύλης γνωστή ως σκοτεινή ύλη. Μαζί αποτελούν πάνω από το 95% όλων των “υλικών” στο σύμπαν και κάθε διαδικασία -ιδιαίτερα ο σχηματισμός των γαλαξιών- υπακούει στους δικούς τους κανόνες.
Λάθος το μοντέλο για τη Μεγάλη Έκρηξη;
Οι κανόνες ωστόσο, λένε πως η ανάπτυξη των γαλαξιών θα έπρεπε να είναι πιο αργή απ’ όσο φαίνεται. Όταν ανακοινώθηκαν για πρώτη φορά JADES-GS-z14-0 και οι “συγγενείς” του, η είδηση έγινε αμέσως γνωστή σ’ ολόκληρο τον κόσμο. Έμοιαζαν ασύλληπτα μεγάλοι, αφού δεν υπάρχει κανένα κοσμολογικό μοντέλο που να δικαιολογεί τη φύση τους.
Αυτά όμως βασιζόταν σε προκαταρκτικές εκτιμήσεις της ηλικίας τους, οι οποίες αποκάλυπταν την ύπαρξή τους μόλις 400 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Με πιο προσεκτική και λεπτομερή ανάλυση, διαπιστώθηκε ότι αυτοί οι απίστευτοι γαλαξίες είναι πολύ αρχαιότεροι από ό,τι νομίζαμε αρχικά. Ενώ δεν καταρρίπτουν τη σύγχρονη κοσμολογία, την κλονίζουν. Δεν υπάρχει ακόμα αποδεκτή λύση για τους γαλαξίες που είναι «πολύ μεγάλοι για να υπάρχουν». Υπάρχουν όμως πολλές ιδέες.
Μπορεί να αποδίδεται στο ότι το θεμελιακό μοντέλο για τη Μεγάλη Έκρηξη είναι λανθασμένο και πως το κοσμολογικό μοντέλο ΛCDM, χρειάζεται αναθεώρηση.
Αυτή, είναι η πιο κοσμολογικό μοντέλο λύση, αλλά την ίδια στιγμή, η λιγότερο πιθανή. Η αλλαγή του κυρίαρχου μοντέλου για την εξέλιξη του σύμπαντος, προκειμένου να εξηγεί τη φύση των πρώτων γαλαξιών, απαιτεί την αλλαγή όλων όσων είναι γνωστών για το σύμπαν.
Δεν υπάρχει άλλωστε γνωστός τρόπος να τροποποιηθεί το μοντέλο LCDM για την επίλυση του προβλήματος των πρώτων γαλαξιών, με παράλληλη διατήρηση όλων των άλλων κοσμολογικών παρατηρήσεων.
Το πιθανότερο σενάριο για τη δημιουργία του σύμπαντος
Το πιο πιθανό σενάριο, είναι πως, δεν μπορούμε να κατανοήσουμε πλήρως τη διαδικασία της δημιoυργίας άστρων και γαλαξιών, ειδικά στις πρώτες περιόδους. Το σύμπαν τότε ήταν διαφορετικό. Ήταν πιο μικρό, πιο θερμό και και πιο πυκνό.
Εφόσον δεν υπήρχαν πολλές γενιές αστρικών ζωών και θανάτων, το κοσμικό περιβάλλον ήταν σχετικά αμιγές και απαρτιζόταν σχεδόν αποκλειστικά από υδρογόνο και ήλιο. Ίσως τα πράγματα τότε, να λειτουργούσαν διαφορετικά, υπό τις συνθήκες εκείνες, σε σχέση με το σήμερα.
Μόνο μέσα από περισσότερες παρατηρήσεις θα γίνει γνωστό. Τώρα, αναζητούμε περισσότερους γαλαξίες όπως ο JADES-GS-z14-0, ευελπιστώντας ότι θα μπορέσουν να αποκαλύψουν τα μυστικά της δημιουργίας τους. Όσο για το James Webb, θα έχει διάρκεια ζωής τουλάχιστον μια ακόμη δεκαετία.
Από το enikos
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου