Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) NASA stworzyli najbardziej szczegółową mapę kosmicznej sieci – rozległej, szkieletopodobnej struktury łączącej galaktyki we wszechświecie. Pod przewodnictwem naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside zespół prześledził to międzygalaktyczne rusztowanie aż do czasów, gdy wszechświat miał ledwie miliard lat, udowadniając, że nawet kosmiczna architektura korzysta z dobrego remontu.

Kosmiczna sieć, dla niewtajemniczonych, to strukturalny kręgosłup wszechświata: włókna i arkusze ciemnej materii oraz gazu otaczające ogromne, w większości puste pustki. Myślcie o tym jak o wszechświatowej wersji pajęczyny, tyle że pająki to galaktyki, a jedwab to niewidzialna ciemna materia. Wyniki, opublikowane w „The Astrophysical Journal”, opierają się na COSMOS-Web, największym dotychczasowym przeglądzie JWST, który badał, jak galaktyki układały się w tej sieci przez 13,7 miliarda lat kosmicznej historii.

Od czasu startu w 2021 roku JWST napina swoje podczerwone mięśnie, wykrywając słabe galaktyki, o których wcześniejsze teleskopy mogły tylko marzyć. Przegląd COSMOS-Web obejmuje fragment nieba wielkości mniej więcej trzech pełni Księżyca, zaprojektowany specjalnie do mapowania kosmicznej sieci w całej jej okazałości. „JWST całkowicie zmienił nasz obraz wszechświata” – powiedział Hossein Hatamnia, doktorant na UCR i główny autor, dodając, że po raz pierwszy możemy badać ewolucję galaktyk od czasów, gdy wszechświat miał miliard lat, aż do pobliskiego wszechświata – w odległości około miliarda lat świetlnych od Ziemi. (Rok świetlny, przypominam, to około 5,88 biliona mil, czyli mniej więcej tyle, ile przejechałbyś, jadąc non stop przez miliard lat.)

Bahram Mobasher, wybitny profesor na UCR i doradca Hatamni, zauważył, że mapa JWST ujawnia znacznie więcej niż wcześniejsze obserwacje Hubble'a tego samego obszaru. „To, co kiedyś wyglądało jak pojedyncza struktura, teraz rozpada się na wiele” – powiedział Mobasher, sugerując, że Hubble używał okularów do czytania, podczas gdy JWST ma pełne badanie okulistyczne. Podwójne zalety teleskopu – wykrywanie większej liczby słabych galaktyk i znacznie dokładniejsze pomiary odległości – pozwalają umieścić każdą galaktykę we właściwym wycinku kosmicznego czasu, wyostrzając rozdzielczość mapy.

W rzadkim geście naukowej hojności zespół udostępnił publicznie mapy wielkoskalowej struktury, w tym katalog 164 000 galaktyk, ich gęstość kosmiczną oraz film pokazujący ewolucję kosmicznej sieci przez miliardy lat. Artykuł zatytułowany „Large-Scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey” obejmuje badaczy z USA, Danii, Chile, Francji, Finlandii, Szwajcarii, Japonii, Chin, Niemiec i Włoch. Finansowanie pochodziło z programu Unii Europejskiej Horizon 2020, bo nawet struktura wszechświata potrzebuje unijnych grantów, by zostać odpowiednio zmapowana.