Teleskop James Webb mengungkapkan galaksi mirip Bima Sakti di alam semesta muda

Gambar-gambar baru dari James Webb Space Telescope (JWST) NASA menunjukkan untuk pertama kalinya galaksi berpenghalang bintang—fitur memanjang bintang yang membentang dari pusat galaksi ke cakram terluarnya—pada saat alam semesta hanya berukuran 25% dari ukurannya. hadir membuat usia. Penemuan yang disebut galaksi terlarang, mirip dengan Bima Sakti kita, di awal alam semesta akan memaksa astrofisikawan untuk menyempurnakan teori evolusi galaksi mereka.

Sebelum JWST, gambar dari Teleskop Luar Angkasa Hubble tidak pernah mendeteksi batang pada zaman yang begitu muda. Dalam gambar Hubble, satu galaksi, EGS-23205, tidak lebih dari bintik berbentuk cakram, tetapi dalam gambar JWST yang diambil musim panas lalu, itu adalah galaksi spiral yang indah dengan batang bintang yang jelas.

“Saya melihat data ini sekali dan berkata, ‘Ayo tinggalkan yang lainnya!'” kata Shardha Jogee, profesor astronomi di University of Texas di Austin. “Hampir tidak terlihat dalam data Hubble, bilah muncul begitu saja di gambar JWST, menunjukkan kekuatan JWST yang luar biasa untuk melihat struktur yang mendasarinya. galaksikatanya, menggambarkan data dari Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) yang dipimpin oleh Steven Finkelstein, seorang profesor di UT Austin.

Tim mengidentifikasi galaksi terlarang lainnya, EGS-24268, juga sekitar 11 miliar tahun yang lalu, yang berarti bahwa dua galaksi terlarang ada lebih jauh ke masa lalu daripada yang ditemukan sebelumnya.

Dalam sebuah artikel yang diterima untuk diterbitkan di Surat Jurnal Astrofisikasorot kedua galaksi ini dan tunjukkan contoh empat galaksi terlarang lainnya dari lebih dari 8 miliar tahun yang lalu.

“Untuk penelitian ini, kami sedang melihat rezim baru di mana tidak ada yang menggunakan jenis data ini atau melakukan jenis analisis kuantitatif sebelumnya,” kata Yuchen “Kay” Guo, seorang mahasiswa pascasarjana yang memimpin analisis, “jadi semuanya adalah sangat baru. Ini seperti berjalan ke hutan yang belum pernah dikunjungi orang sebelumnya.”

Batangan memainkan peran penting dalam evolusi galaksi, menyalurkan gas ke wilayah pusat dan dengan demikian mendorong pembentukan bintang.

“Ingot memecahkan masalah rantai pasokan di galaksi,” kata Jogee. “Sama seperti kita perlu memindahkan bahan mentah dari pelabuhan ke pabrik di pedalaman yang membuat produk baru, sebatang gas dengan kuat mengangkut gas ke wilayah pusat, di mana gas dengan cepat diubah menjadi bintang baru, dengan kecepatan biasanya 10 hingga 100 kali lebih cepat daripada sisa galaksi.”

Bar juga membantu untuk tumbuh lubang hitam supermasif di pusat galaksi, sebagian menyalurkan gas.

Penemuan batang pada zaman awal seperti itu mengguncang skenario evolusi galaksi dalam beberapa cara.

“Penemuan batang awal ini berarti model evolusi galaksi sekarang memiliki cara baru melintasi batang untuk mempercepat produksi bintang baru di zaman awal,” kata Jogee.

Dan keberadaan kait awal ini menghadirkan tantangan model teoretis karena mereka perlu memahami fisika galaksi dengan benar untuk memprediksi jumlah batang yang tepat. Tim akan menguji model yang berbeda dalam pekerjaan mereka berikutnya.

JWST lebih baik dalam mengungkap struktur di galaksi jauh daripada Hubble karena dua alasan: Pertama, cerminnya yang lebih besar memberikan kemampuan pengumpulan cahaya yang lebih baik, memungkinkannya melihat lebih jauh dan dengan resolusi lebih tinggi. Kedua, ia dapat melihat menembus debu dengan lebih baik karena mengamati pada panjang gelombang inframerah yang lebih panjang daripada Hubble.

Siswa Eden Wise dan Zilei Chen memainkan peran kunci dalam penelitian, meninjau secara visual ratusan galaksi mencari yang tampaknya memiliki batang, yang membantu mempersempit daftar menjadi beberapa lusin untuk peneliti lain menggunakan analisis matematis yang lebih intensif dapat menganalisis mendekati.