Astronomii au descoperit că unele dintre cele mai mari galaxii din universul timpuriu ascundeau în secret o mulțime de stele mici, făcându-le potențial de patru ori mai masive decât am crezut anterior. Este ca și cum ai afla că casa modestă a vecinului tău are un conac subteran secret.

Echipa internațională, inclusiv cercetători de la Penn State, și-a publicat descoperirile în Nature Astronomy, adăugând încă o durere de cap pentru oamenii de știință care încearcă să înțeleagă cum s-au format și au evoluat primele galaxii.

Folosind Telescopul Spațial James Webb (JWST) al NASA, cercetătorii au analizat nouă galaxii masive, mature, care au încetat să mai formeze stele noi cu miliarde de ani în urmă. Au combinat observațiile JWST ale universului îndepărtat cu date anterioare de la sol de la Very Large Telescope - pentru că de ce să folosești un telescop puternic când poți folosi două?

Pentru prima dată, au putut estima în mod fiabil numărul relativ de stele mici, slabe, și stele mai mari, mai strălucitoare, în galaxii la asemenea distanțe uluitoare.

„Aceste galaxii sunt diferite”, a spus Joel Leja, profesor asociat de astronomie și astrofizică la Penn State și coautor al lucrării. „Sunt diferite într-un mod care este foarte greu de înțeles, pentru că sunt mai masive decât ne așteptam - ca mult mai masive, au de trei sau patru ori mai multă masă decât ne așteptam.” Cu alte cuvinte, universul continuă să ne surprindă, și nu întotdeauna într-un mod bun.

Astronomii au separat lumina fiecărei galaxii într-un spectru, căutând mici variații de culoare care dezvăluie ce tipuri de stele sunt prezente. Problema: stelele mari și strălucitoare monopolizează atenția, în timp ce stelele mai mici sunt timide și greu de observat. Cercetătorii de la Penn State au oferit expertiză și îndrumare pentru modelarea luminii acestor sisteme galactice.

„Dacă o galaxie ar fi un oraș, cele mai strălucitoare stele ar fi zgârie-norii care îți atrag imediat atenția de la distanță”, a spus autoarea principală Chloe Cheng, recent absolventă a Universității Leiden. „Modelele noastre demonstrează că o populație mult mai numeroasă de stele de masă mică este ascunsă de acele stele rare și strălucitoare, ca niște case ascunse între zgârie-nori. Ca urmare, această galaxie se dovedește a fi mult mai masivă decât estimările anterioare sugerau.” Deci, practic, universul este plin de suburbii cosmice.

În mod tradițional, astronomii au presupus că stelele s-au format în proporții aproximativ similare în tot universul, dar aceste descoperiri contestă această presupunere de lungă durată. Cele mai masive galaxii din universul timpuriu par să fie pline de mai multe stele de masă mică decât galaxiile mai mici, precum Calea Lactee.

O galaxie a ieșit în evidență, potrivit coautoarei Martje Slob, doctorandă la Universitatea Leiden. Probabil s-a format la mai puțin de un miliard și jumătate de ani după Big Bang și ar putea fi de până la patru ori mai masivă decât s-a calculat anterior.

„Până de curând, astfel de măsurători erau pur și simplu imposibile”, a spus Slob. „Aveam nevoie nu doar de un telescop capabil să mărească galaxiile foarte îndepărtate, ci și de spectre de calitate excepțională și de noi tehnici de analiză pentru a detecta în mod fiabil semnăturile subtile ale stelelor slabe, de masă mică, ascunse în acești titani cosmici.” Pentru că, se pare, cele mai mari galaxii ale universului adoră să se joace de-a v-ați ascunselea.

Aceste descoperiri au implicații majore pentru înțelegerea modului în care s-au dezvoltat galaxiile în universul tânăr. De când JWST a început să observe, astronomii au găsit în mod repetat galaxii neașteptat de masive și mature care au existat la scurt timp după Big Bang, punând presiune pe modelele existente de formare a galaxiilor.

„Această descoperire are implicații cruciale pentru înțelegerea noastră a universului timpuriu”, a spus Leja, care este, de asemenea, afiliat la Institutul Penn State pentru Științe Computaționale și Date. „De la lansarea JWST, astronomii au găsit în mod surprinzător galaxii masive și mature care existau deja la scurt timp după Big Bang. Se crede că aceste galaxii foarte timpurii evoluează în tipul de galaxii studiate