Το "Shrodinger's Galaxy Candidate" του JWST έχει προβληματίσει τους αστρονόμους πολύ

Μία από τις κύριες λειτουργίες του JWST είναι να βρει τους πρώτους γαλαξίες, επεκτείνοντας την εξερεύνηση του σύμπαντος τόσο στον χώρο όσο και στον χρόνο. Τις λίγες εβδομάδες από την πρώτη απελευθέρωση δεδομένων του διαστημικού τηλεσκοπίου, οι αστρονόμοι εξόρυξαν την έξοδό του για να αποκαλύψουν έναν γαλαξία παλαιότερο από οποιονδήποτε είχαμε εντοπίσει πριν, και στη συνέχεια, ενδεχομένως, έσπασαν ξανά αυτό το ρεκόρ. Ο τίτλος του αρχαιότερου και πιο μακρινού γαλαξία μπορεί να έχει ήδη σπάσει για τρίτη φορά, αλλά σε αυτήν την περίπτωση, η κατάσταση - που ονομάζεται "υποψήφιος γαλαξίας του Σρέντινγκερ" - είναι πολύ λιγότερο σαφής.

Μια προέκδοση μιας εργασίας που δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους εξετάζει την περίπτωση του CEERS-1749. Με ένα μέτρο βλέπουμε αυτόν τον γαλαξία όπως ήταν περίπου 220 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αν ναι, δεν θα ξεπερνούσε απλώς άνετα το ρεκόρ για τον πιο μακρινό γαλαξία, αλλά θα διέψευδε σχεδόν κάθε μοντέλο πρώιμης εξέλιξης των γαλαξιών που βρέθηκε ποτέ. Οι γαλαξίες που αναπτύχθηκαν δεν θα έπρεπε να έχουν σχηματιστεί τόσο γρήγορα. Από την άλλη πλευρά, ορισμένα άλλα μέτρα έφεραν το CEERS-1749 τόσο πιο κοντά μας που θα ήταν ασυνήθιστο με έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο.

Όταν πρόκειται για εξερεύνηση του πρώιμου σύμπαντος, η πιο σημαντική μέτρηση είναι το z, η μετατόπιση προς το κόκκινο. Αυτό μετρά πόσο γρήγορα ένα αντικείμενο απομακρύνεται από εμάς, προκαλώντας τη μετατόπιση των φασματικών γραμμών προς το κάτω άκρο του φάσματος, όπως ακριβώς οι σειρήνες ηχούν βαθύτερα μόλις μας περάσουν. Η διαστολή του σύμπαντος σημαίνει ότι όσο πιο κόκκινος είναι ένας γαλαξίας ή ένα αστέρι, τόσο πιο απομακρυσμένος είναι και όσο πιο πίσω στο χρόνο το βλέπουμε.

Πριν από φέτος το ρεκόρ για τον υψηλότερο γαλαξία μετατόπισης στο κόκκινο που είχαμε δει ήταν z=11. Λίγο μετά την πρώτη απελευθέρωση του JWST, μια ομάδα με επικεφαλής τον Δρ Rohan Naidu του Κέντρου Αστροφυσικής του Χάρβαρντ και του Smithsonian ανέφερε έναν z=13 γαλαξία, στον οποίο στη συνέχεια βρέθηκε ένας υποψήφιος με z=14. Εν τω μεταξύ, ένα πρόσφατο έγγραφο που εξερευνά τους πιο μακρινούς γαλαξίες που είναι αρκετά ορατοί για να μετρήσει την περιεκτικότητά τους σε μέταλλο, ασχολήθηκε με τιμές γύρω στο 8.

Συνεπώς, αν η μέτρηση φωτομετρίας 0,6 − 5 μm του CERES-1749 ως έχουσα μετατόπιση προς το κόκκινο z≈17 είναι σωστή, είναι πράγματι μια πολύ δραματική ανακάλυψη. Από την άλλη πλευρά, το CEERS-1749 έχει τρεις φαινομενικούς γείτονες με z≈5 (ηλικίας 12,5 δισεκατομμυρίων ετών). Είναι εύλογο ότι είναι στην πραγματικότητα μέρος ενός συμπλέγματος με αυτήν την ομάδα και η φαινομενική μετατόπιση προς το κόκκινο πάνω από τρεις φορές μεγαλύτερη είναι μια ψευδαίσθηση. Αυτή η αβεβαιότητα οδήγησε τον Naidu και τους συν-συγγραφείς να χαρακτηρίσουν τον CERES-1749 "υποψήφιος γαλαξίας του Shrödinger", επί του παρόντος τόσο ο παλαιότερος γνωστός γαλαξίας όσο και δισεκατομμύρια χρόνια νεότερος.

Ακόμα κι αν το CEERS-1749 είναι μέρος του συμπλέγματος z=5, μπορεί να σημειώσει διαφορετικό ρεκόρ. Για να φαίνεται σε απόσταση z=5, πρέπει είτε να είναι ένας γαλαξίας όπου ξεκίνησε ο σχηματισμός των άστρων και μετά σταμάτησε σε μεγάλο βαθμό, είτε ένας μικρότερος ασυνήθιστα πυκνός με σκόνη (μια προεκτύπωση από άλλη ομάδα προτείνει επίσης το μικρό και σκονισμένο σενάριο). Σε αυτές τις περιπτώσεις? «Θα είναι ο ήρεμος γαλαξίας με τη μεγαλύτερη μετατόπιση του κόκκινου ή ένας από τους χαμηλότερης μάζας σκονισμένους γαλαξίες του πρώιμου Σύμπαντος που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα», γράφουν ο Naidu και οι συνεργάτες του. Και οι δύο θα αμφισβητούσαν επίσης τα υπάρχοντα μοντέλα γαλαξιακής εξέλιξης, αν όχι τόσο βαθιά.

Είναι πιθανώς η δεύτερη πιθανότητα που οδήγησε τον Naidu στο tweet κρυπτικά:

Εννέα μέρες αργότερα μοιράστηκε την προεκτύπωση. Ως πεδίο, η αστρονομία δεν έχει κινηθεί ποτέ τόσο γρήγορα όσο τις τελευταίες εβδομάδες.

Εάν οι γαλαξίες με μετατοπίσεις στο κόκκινο 5 υποδύονται κάτι πολύ παλαιότερο, θα αποτελούσε μια μεγάλη πρόκληση για τους κοσμολόγους. Ωστόσο, οι συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα:«Ένας τέτοιος τέλεια συγκαλυμμένος ρύπος είναι δυνατός μόνο σε ένα στενό παράθυρο μετατόπισης προς το κόκκινο (Δz <0,1).» Ένας συν-συγγραφέας σχολίασε ότι απαιτεί επίσης συγκεκριμένους συνδυασμούς φίλτρων τηλεσκοπίου, επομένως είναι απίθανο να είναι ένας παράγοντας για τον οποίο πρέπει να ανησυχούμε συχνά.

«Η φασματοσκοπική παρακολούθηση αυτού του αξιοσημείωτου γαλαξία είναι κρίσιμης ανάγκης για την αποστολή του JWST να επεκτείνει τα κοσμικά σύνορα… αν αυτή η πηγή βρίσκεται στο z ≈ 17, μπορεί να ξεκινήσουμε τη μεγάλη επιχείρηση της αναθεώρησης της φυσικής της εξέλιξης των γαλαξιών στις πρώτες εποχές », γράφουν οι συγγραφείς. Δυστυχώς, ο πολυτιμότερος τηλεσκοπικός χρόνος στον κόσμο δεν είναι εύκολος να επιτευχθεί.

[H/T:CNET]