Koristeći ogromne skupove podataka prikupljenih NASA-inim svemirskim teleskopom Džejms Veb, istraživački tim predvođen astronomom Univerziteta Rutgers-Nju Branzvik otkriva tragove o uslovima koji su postojali u ranom univerzumu.
Tim je katalogizirao starost zvezda u galaksiji Volf–Lundmark–Melot (VLM), konstruišući najdetaljniju sliku do sada, prema istraživačima. VLM, sused Mlečnog puta, je aktivan centar formiranja zvezda koji uključuje drevne zvezde nastale pre 13 milijardi godina.
„Gledajući tako duboko i tako jasno, uspeli smo da se – efektivno – vratimo u prošlost“, rekla je Kristen Mekvin, docent na Odseku za fiziku i astronomiju na Školi za umetnost i nauku, koja je vodila istraživanje, opisano u The Astrophisical Journal. „U suštini idete na neku vrstu arheološkog iskopavanja, da biste pronašli zvezde veoma male mase koje su formirane rano u istoriji univerzuma.
McKuinn je zahvalio Amarel računarskom klasteru visokih performansi kojim upravlja Kancelarija za napredno istraživanje računarstva Rutgers što je omogućio timu da izračuna istoriju zvezdanog razvoja galaksije. Jedan aspekt istraživanja uključivao je uzimanje jednog masivnog proračuna i njegovo ponavljanje 600 puta, rekao je McKuinn.
Veliki računski napori su takođe pomogli da se potvrdi kalibracija teleskopa i procedure obrade podataka koje će koristiti široj naučnoj zajednici, dodala je ona.
Takozvane galaksije „male mase“ su od posebnog interesa za Mekvina. Pošto se veruje da su dominirali ranim univerzumom, omogućavaju istraživačima da proučavaju formiranje zvezda, evoluciju hemijskih elemenata i uticaj formiranja zvezda na gas i strukturu galaksije. Slabi i rašireni po nebu, oni čine većinu galaksija u lokalnom univerzumu. Napredni teleskopi kao što je Veb omogućavaju naučnicima bliži pogled.
VLM — „nepravilnu“ galaksiju, što znači da nema poseban oblik, kao što je spirala ili elipsa — otkrio je nemački astronom Maks Volf 1909. godine, a detaljnije okarakterisao 1926. švedski astronom Knut Lundmark i britanski astronom Philibert Jackues Melotte. Nalazi se na periferiji Lokalne grupe, grupe galaksija u obliku bučice koja uključuje Mlečni put.
Biti na ivici Lokalne grupe zaštitio je VLM od pustošenja mešanja sa drugim galaksijama, ostavljajući njegovu zvezdanu populaciju u netaknutom stanju i korisnom za proučavanje, primetio je Mekvin. VLM je takođe zanimljiv astronomima jer je dinamičan, složen sistem sa puno gasa, što mu omogućava da aktivno formira zvezde.
Da bi formulisali istoriju formiranja zvezda u galaksiji – brzinu kojom su se zvezde rađale u različitim vremenskim epohama u univerzumu – MekKvin i njen tim su koristili teleskop da bi mukotrpno orijentisali na nulu na delovima neba koji sadrže stotine hiljada pojedinačnih zvezda. Da bi odredili starost zvezde, izmerili su njenu boju – zamenu za temperaturu – i njenu svetlost.
„Možemo da iskoristimo ono što znamo o evoluciji zvezda i šta ove boje i sjaj ukazuju da u osnovi ostarimo zvezde galaksije“, rekao je Mekvin, dodajući da su istraživači zatim prebrojali zvezde različite starosti i mapirali stopu nataliteta zvezda tokom istorije univerzum. „Ono sa čim dobijete je osećaj koliko je stara ova struktura koju gledate.“
Katalogizacija zvezda na ovaj način pokazala je istraživačima da su VLM-ove sposobnosti za proizvodnju zvezda vremenom opadale i tekle. Zapažanja tima, koja potvrđuju ranije procene naučnika koji su koristili svemirski teleskop Habl, pokazuju da je galaksija proizvodila zvezde rano u istoriji univerzuma tokom perioda od 3 milijarde godina. Zastao je neko vreme, a zatim ponovo zapalio.
MekKvin je rekla da veruje da je pauza izazvana uslovima specifičnim za rani univerzum.
„Svemir je tada bio zaista vruć“, rekla je ona. „Mislimo da je temperatura univerzuma završila zagrevanjem gasa u ovoj galaksiji i na neki način isključila formiranje zvezda na neko vreme. Period hlađenja je trajao nekoliko milijardi godina, a zatim se formiranje zvezda ponovo nastavilo.“
Istraživanje je deo NASA-inog programa za rano objavljivanje, gde imenovani naučnici rade sa Naučnim institutom za svemirski teleskop i sprovode istraživanja osmišljena da istaknu Vebove sposobnosti i pomognu astronomima da se pripreme za buduća posmatranja.
NASA je lansirala Veb teleskop u decembru 2021. Instrument sa velikim ogledalom kruži oko Sunca milion milja daleko od Zemlje. Naučnici se takmiče za vreme na teleskopu kako bi proučavali mnoštvo tema uključujući uslove ranog univerzuma, istoriju Sunčevog sistema i potragu za egzoplanetama.
„Postoji mnogo nauke koja će izaći iz ovog programa, a koja još nije urađena“, rekao je Mekvin.
Ostali Rutgersovi istraživači u studiji uključivali su Maksa Njumana, studenta doktorskih studija, i Rodžera Koena, postdoktorskog saradnika, obojica na Odeljenju za fiziku i astronomiju Rutgersove škole umetnosti i nauke.
