U ranom Univerzumu, mnogo pre nego što je trebalo da narastu, astronomi su pronašli ono što zovu „crvena čudovišta“: tri velike galaksije, velike skoro kao Mlečni put.
To je izazovno otkriće iz nekoliko razloga – među kojima je i kontradikcija koju predstavlja u našem razumevanju kako su se galaksije formirale, u vreme kada su vreme i prostor mrmljali novorođenčad u praznini.
„Pitanje ‘nemoguće’ masivnih galaksija ubrzo nakon Velikog praska mučilo je astronome još od prvih snimaka svemirskog teleskopa Džejms Veb,“ kaže astronom Ivo Labe sa Tehnološkog univerziteta Svinburn.
„Ovo je slično pronalaženju malog deteta teškog 100 kilograma. JVST je sada dokazao da čudovišta lutaju ranim Univerzumom.“
Na osnovu pažljivog posmatranja i analize, imamo prilično dobru ideju o tome koliko se kosmičkih procesa odvija. Ali jedan ključni vremenski period nam izmiče: rani Univerzum, poznat kao Kosmička zora, prva milijarda godina nakon Velikog praska.
Imamo neke ideje o tome koliko brzo se Univerzum sastavljao od primordijalne plazme koja je prožimala rani kosmos, ali je bilo malo teže doći do dokaza posmatranja. Sa pojavom JVST-a, uspeli smo da prikupimo te dokaze. Kako se daleki delovi svemira povlače, svetlost iz objekata unutar se proteže do infracrvenih talasnih dužina sa kojima moćni svemirski teleskop posmatra Univerzum, dajući nam najjaču sondu do sada za kosmičku zoru.
Prema našim modelima, galaksijama je potrebno neko vreme da se sastave i rastu. Nismo sasvim sigurni u pojedinosti, ali najpopularniji model uključuje mrlje tamne materije, u koje se gravitaciono sakuplja barionska (ili normalna) materija. Kako se sve više i više barionske materije akumulira, ona počinje da se spaja u zvezde, kovitlajući se oko džinovske crne rupe u galaktičkom centru.
Iako se galaksije pojavljuju prilično brzo nakon Velikog praska, smatralo se da je brzina kojom rastu suviše spora da bi se masivne galaksije pojavile tokom kosmičke zore. Dakle, kada je JVST okrenuo svoje zlatno oko prema ranom Univerzumu i tamo počeo da vidi znake većih galaksija od očekivanih, astronomi i kosmolozi su bili zbunjeni.
Jedno potencijalno objašnjenje ponuđeno ranije ove godine je da te prevelike galaksije nisu tako velike kao što izgledaju; svetlost koju emituje materijal oko njihovih centralnih crnih rupa je veoma svetla, zbog čega galaksije izgledaju veće nego što jesu. A nedavno otkriće je otkrilo da crne rupe mogu, na kratak period, da osvetle svoje galaksije do veoma velike svetlosti.
Ovo može biti slučaj za neke od galaksija. Ali novo istraživanje, koje je vodio astronom Mengiuan Ksiao sa Univerziteta u Ženevi u Švajcarskoj, pokazuje da, u barem nekim slučajevima, kada izgleda kao masivna galaksija i kvači kao masivna galaksija, to je zaista masivna galaksija.
Posmatranja su sprovedena za JVST-ov FRESCO program, međunarodnu saradnju za dobijanje tačnih merenja udaljenosti i mase za galaksije u ranom Univerzumu. Većina galaksija koje je tim proučavao odgovara postojećim modelima za evoluciju galaksija, ali tri su se zaista isticale kao abnormalne.
Svako od ovih crvenih čudovišta bilo je skoro veličine Mlečnog puta. Nijedan od njih zapravo nije u suprotnosti sa trenutnim kosmološkim modelom, niti sa vodećom teorijom tamne materije; ali oni sugerišu da galaksije pretvaraju barionsku materiju u zvezde brzinom dva do tri puta većom od najefikasnijih galaksija koje stvaraju zvezde kasnije u novijim epohama Univerzuma.
Ali galaksije osporavaju naše razumevanje brzine kojom se zvezde mogu formirati. Ako je galaksija veoma aktivna, trebalo bi da sadrži visoku stopu povratnih informacija – sile koje potiskuju materijal koji stvara zvezde, ograničavajući brzinu kojom se nove zvezde mogu formirati. Dakle, nije iznenađujuće da izgleda da postoji nešto što ne znamo.
„Sadašnji modeli ne uspevaju da objasne kako je moguće da je formiranje zvezda tako superefikasno, veoma rano u Univerzumu“, kaže Labe.
„Uobičajena pretpostavka je da eksplodirajuće zvezde i supermasivne crne rupe ubijaju formiranje zvezda, gaseći sveću. Nema sumnje da će nam buduća Vebova zapažanja dati naznake šta nam nedostaje.“
Nalazi tima objavljeni su u časopisu Priroda.
