Svemirski teleskop James Webb snimio je jednu od najranijih poznatih galaksija u svemiru, JADES-GS-z14-1, čija je svjetlost do nas putovala više od 13 milijardi godina. Galaksija potječe iz vremena kada je svemir bio star oko 300 milijuna godina i trenutačno je najslabije vidljiva galaksija s potvrđenim spektrom.
Unatoč izrazito slabom sjaju, nova mjerenja otkrivaju da se iza njezine skromne svjetlosti krije sustav s iznenađujuće snažnom zvjezdanom aktivnošću, i to u jednoj od najranijih faza razvoja svemira.
Promatranja su provedena u sklopu projekta JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Tim astronoma pod vodstvom Zihaa Wua s Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku koristio je tri instrumenta teleskopa: MIRI, NIRCam i NIRSpec.
Galaksija je promatrana ukupno 70,7 sati u filtru MIRI/F770W, zabilježena je fotometrija u 16 različitih traka pomoću NIRCam kamere, a provedeno je i 56 sati spektroskopije s instrumentom NIRSpec/PRISM. Riječ je o najdetaljnijem promatranju ovog objekta do danas.
Jedva vidljiva, ali izrazito aktivna galaksija
U području MIRI/F770W, galaksija je jedva bila vidljiva, JWST ju je registrirao na samom rubu detekcije. Ni izrazito duboka spektroskopija instrumentom NIRSpec/PRISM nije otkrila izražene emisijske linije u ultraljubičastom dijelu spektra.
Unatoč tome, istraživači su uspjeli precizno izmjeriti njezina temeljna svojstva. Fizički polumjer galaksije ne prelazi 163 svjetlosne godine. Ukupna masa njezinih zvijezda procijenjena je na oko 40 milijuna Sunčevih masa, dok brzina formiranja novih zvijezda iznosi približno dvije Sunčeve mase godišnje.
Analiza kronologije zvjezdanog nastajanja pokazala je nagli porast aktivnosti u posljednjih 10 milijuna godina. Tijekom tog razdoblja, galaksija je u prosjeku stvarala 2,3 Sunčeve mase godišnje i u tom procesu generirala gotovo 70 posto svoje ukupne zvjezdane mase.
Tako intenzivna faza formiranja zvijezda u objektu ove veličine, i to u tako ranom svemiru, rijetko je zabilježena i predstavlja značajnu znanstvenu zanimljivost.
Niska metalnost i visoka propusnost ionizirajućeg zračenja
Unatoč intenzivnom stvaranju zvijezda, spektar galaksije ne pokazuje izražene ultraljubičaste emisijske linije metala. Odsutnost takvih linija, u kombinaciji s visokom stopom formiranja zvijezda, upućuje na vrlo nisku plinsku metalnost, vjerojatno ispod 10% Sunčeve, te mogućnost visokog udjela ionizirajućih fotona koji uspijevaju napustiti galaksiju.
Autori zaključuju da njihovi rezultati ukazuju na znatnu raznolikost među prvim galaksijama u svemiru. Suprotno prethodnim pretpostavkama, snažne emisijske linije nisu bile univerzalna značajka ranih galaktičkih sustava.
“Slabost metalnih emisijskih linija sugerira da snažne maglinske emisije nisu bile pravilo u ranim galaksijama,” navodi se u radu. “Ovi rezultati nameću nova ograničenja na razumijevanje kemijskog obogaćivanja, stvaranja zvijezda i ionizacijskih uvjeta unutar prvih 300 milijuna godina svemira.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
