Webbovi podaci otkrili najdetaljniju kartu kozmičke mreže u ranom svemiru

Astronomi su na temelju podataka svemirskog teleskopa James Webb izradili dosad najdetaljniju kartu kozmičke mreže, goleme strukture koja povezuje galaksije kroz svemir. Karta prati raspored galaksija sve do vremena kada je svemir bio star oko milijardu godina, što znanstvenicima omogućuje da prouče kako su se galaksije razvijale unutar najveće poznate arhitekture kozmosa.

Istraživanje, objavljeno u časopisu The Astrophysical Journal, temelji se na programu COSMOS-Web, najvećem promatračkom programu dosad provedenom teleskopom Webb.

Galaksije nisu rasute slučajno

Svemir na najvećim mjerilima nema nasumičan raspored. Galaksije i skupovi galaksija nižu se duž golemih filamenata, dok se između njih nalaze prostrana, gotovo prazna područja. Ta se velika struktura naziva kozmička mreža.

Riječ je o svojevrsnoj prostornoj arhitekturi svemira, oblikovanoj rasporedom tamne tvari, plina i galaksija. U gušćim dijelovima mreže materija se nakuplja, galaksije rastu i češće međusobno djeluju. U velikim prazninama između filamenata materije ima znatno manje.

Nova karta zato nije samo popis udaljenih galaksija. Ona pokazuje kako su galaksije bile raspoređene unutar šire kozmičke strukture kroz golem raspon vremena, od ranog svemira do našeg bližeg kozmičkog susjedstva.

COSMOS-Web spojio je dubinu i široko vidno polje

James Webb može otkriti vrlo slabe i udaljene galaksije jer promatra u infracrvenom dijelu spektra. To mu omogućuje pogled u razdoblja svemira koja su ranijim teleskopima bila teško dostupna. No za proučavanje kozmičke mreže nije dovoljna samo velika osjetljivost. Potrebno je promatrati i dovoljno veliko područje neba kako bi se vidjelo kako se galaksije povezuju u veće strukture.

Upravo je zato pokrenut COSMOS-Web, najveći program iz kategorije General Observer odabran za teleskop Webb. Program pokriva neprekinuto područje neba približno veličine tri puna Mjeseca, što ga čini posebno pogodnim za mapiranje velikih struktura.

Hossein Hatamnia, doktorand na Sveučilištu Kalifornije u Riversideu i Carnegie Observatories te glavni autor istraživanja, ističe da je COSMOS-Web od početka osmišljen kako bi astronomima dao dovoljno širok i dubok pogled na kozmičku mrežu. Prema njegovim riječima, znanstvenici sada prvi put mogu proučavati razvoj galaksija u skupovima i filamentima kroz velik dio kozmičke povijesti, sve do razdoblja kada je svemir bio star oko milijardu godina.

Detalji koje je Hubble morao izravnati

Posebno je važna usporedba s ranijim kartama istog područja neba, izrađenima na temelju podataka svemirskog teleskopa Hubble. Hubble je otvorio put takvim istraživanjima, ali Webb sada pokazuje strukture s mnogo većom dubinom i jasnoćom.

Bahram Mobasher, profesor fizike i astronomije na Sveučilištu Kalifornije u Riversideu i Hatamnijin mentor, objašnjava da se u Webbovim podacima vide detalji koji su u ranijim kartama bili izglađeni ili spojeni u grublje cjeline. Ono što je prije izgledalo kao jedna velika struktura sada se razdvaja na više manjih dijelova.

Poboljšanje dolazi iz dvije Webbove prednosti. Teleskop u istom dijelu neba otkriva više slabih galaksija, a udaljenosti do tih galaksija određuju se preciznije. To znanstvenicima omogućuje da svaku galaksiju smjeste u točniji odsječak kozmičkog vremena.

Takva preciznost važna je jer je promatranje udaljenih galaksija ujedno i pogled u prošlost. Svjetlosti treba vrijeme da stigne do nas, pa najudaljenije galaksije vidimo onakvima kakve su bile u ranim fazama svemira.

Katalog od 164.000 galaksija

Autori istraživanja javno su objavili karte velikih struktura, računalni postupak kojim su izrađene, katalog od 164.000 galaksija s procjenama njihove kozmičke gustoće te videozapis koji prikazuje razvoj kozmičke mreže kroz milijarde godina.

Takav otvoreni pristup podacima važan je jer omogućuje drugim istraživačima da ispituju kako okruženje utječe na razvoj galaksija. Galaksija smještena u gustom filamentu ne prolazi isti evolucijski put kao galaksija u rjeđem dijelu svemira.

U istraživanju su sudjelovali znanstvenici iz SAD-a, Danske, Čilea, Francuske, Finske, Švicarske, Japana, Kine, Njemačke i Italije. Njihov rad pokazuje da kozmička mreža više nije samo daleka teorijska slika velikog svemirskog rasporeda. Webbovi podaci sada omogućuju da se njezina struktura prati u vremenu kada su galaksije još bile mlade, a svemir tek ulazio u svoju prvu milijardu godina

Ivan Petričević

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.