A James Webb űrteleszkóp eddigi legnagyobb szabású felmérésének köszönhetően a csillagászok példátlan részletességgel rekonstruálták a kozmosz „vázát”. Az elkészült térkép feltárja, hogyan fejlődtek a galaxisok az univerzum mintegy 13 milliárd évvel ezelőtti gyermekkorától kezdve, és hogyan rendeződnek egy hatalmas struktúrába, amelyet kozmikus hálónak nevezünk. Ez a háló az ismert legnagyobb szerkezet az univerzumban, amely galaxishalmazok és halmazok halmazainak ad otthont, és amely a kozmosz egészének nagyléptékű szerveződését rajzolja ki.
A kozmikus háló tulajdonképpen az univerzum keretrendszere, amely gázszálakból, csillagokból, üres térségekből és sötét anyagból álló lemezekből épül fel. Egy nemzetközi csillagászcsapat, a Kaliforniai Egyetem (Riverside) kutatóinak vezetésével, a JWST adatainak kincsesbányáját használta fel, hogy bemutassa az univerzum fejlődését. A májusi tanulmányban közzétett eredmények rávilágítanak arra, hogy a kozmikus háló hogyan segítette elő a galaxisok növekedését a csillagkeletkezés csúcskorszaka előtt, alatt és után.
Az új kutatás azt is megmutatja, hogy a sűrű régiók a korai időkben a gyors galaxisnövekedés helyszínei voltak, míg a későbbi időkben ugyanezek a sűrű környezetek már a csillagkeletkezés leállásával jártak együtt. Ez a felismerés a COSMOS-Web nevű programnak köszönhető, amely a JWST eddigi legnagyobb szabású felmérése: egy 255 órás program, amely az égbolt egy körülbelül három telihold méretű területét fedi le. A korábbi, Hubble űrteleszkóppal végzett felmérésekhez képest a JWST által készített térkép jobb pontossággal és több galaxist tartalmaz, beleértve a halványabb, kisebb tömegű és távolabbi objektumokat is.
A kozmikus szerkezet feltárása
A JWST által készített kozmikus térkép megőrzi a kontrasztot a különböző kozmikus régiók között, ami a korábbi felmérésekben nem volt lehetséges. A régebbi COSMOS2020 felmérés hajlamos volt túlbecsülni a mélységet a különösen sűrű kozmikus régiókban, ahol a galaxisok korábban és nagyobbra nőnek, és alulbecsülni a legkevésbé sűrű térségek mélységét. Az új adatok ezzel szemben azt mutatják, hogy a sűrű környezetben lévő hatalmas galaxisok nagyobb valószínűséggel „nyugodtak”, azaz kihaltak és elvesztették csillagkeletkezési potenciáljukat.
Ennek oka lehet, hogy ezek a galaxisok túl nagy tömegűvé váltak. Amint a galaxisokat rögzítő sötét anyag glóriák elérik az 1 billió naptömeg nagyságot, felmelegítik a gázt, és megakadályozzák az új csillagok kialakulását. Emellett a szupermasszív fekete lyukak is leállíthatják a csillagkeletkezést azáltal, hogy halálos, fénysebességhez közeli sugaraikkal felmelegítik a környező gázt. A csapat megállapította, hogy az ilyen „tömeggel kapcsolatos” csillagölő mechanizmusok körülbelül 7 milliárd évvel ezelőttig, az univerzum korának feléig domináltak.
A közelmúlt univerzumában a csillagkeletkezést elsősorban a galaxisok környezete állítja le, amely megfoszthatja őket az anyagtól, vagy megakadályozhatja a hideg gáz felhalmozódását és csillagokká sűrűsödését. A JWST képességeinek köszönhetően az univerzum nagyléptékű szerkezete és fejlődése tisztábban látható, mint valaha, és a korábban elmosódott foltok halvány, ősi galaxisokká váltak. A kutatók szerint a mélység és a felbontás ugrásszerű növekedése lehetővé tette, hogy a kozmikus hálót olyan időkből lássuk, amikor az univerzum még csak néhány százmillió éves volt, ami a JWST előtt gyakorlatilag elérhetetlen korszaknak számított.
A csillagkeletkezés csúcsa és hanyatlása
A kutatás további bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a csillagkeletkezés csúcskorszaka már több milliárd évvel mögöttünk van. Az új eredmények bemutatják, hogy az univerzum szerkezeti keretrendszere hogyan segítette elő ezt az átmenetet. A kutatók szerint a kozmikus háló alakította a galaxisok növekedését a csillagkeletkezés csúcskorszaka előtt, alatt és után is. A korai időkben a sűrű régiók a gyors galaxisnövekedés helyszínei voltak, míg a későbbi időkben ugyanezek a sűrű környezetek már a csillagkeletkezés leállásával jártak együtt.
A tanulmány rávilágít arra, hogy a hatalmas galaxisok a sűrű környezetben nagyobb valószínűséggel válnak „nyugodttá”, azaz kihalttá. Ez a jelenség összefüggésben lehet a galaxisok tömegével és a bennük lévő szupermasszív fekete lyukak aktivitásával. A csapat megállapította, hogy a „tömeggel kapcsolatos” csillagölő mechanizmusok domináltak az univerzum korának feléig, míg a későbbi időkben a környezeti hatások váltak meghatározóvá. Ez a felismerés segít megérteni, hogyan és miért változott a csillagkeletkezés üteme a kozmikus időskálán.
A JWST által készített térkép lehetővé tette a kutatók számára, hogy a korábbinál sokkal pontosabban kövessék nyomon a galaxisok fejlődését. Az új adatok segítségével a csillagászok most már képesek feltárni az univerzum rejtett zugait, és megérteni, hogyan alakult ki a kozmikus háló, amely a galaxisok otthonául szolgál. A 164 000 galaxisból álló katalógus, amelyet a kozmikus háló térképének elkészítéséhez használtak, nyilvánosan hozzáférhető, így más kutatók is folytathatják a felfedezést.
© UCR/Hossein Hatamnia
Forrás: LiveScience.com ↗̱
