Kada su astronomi prvi put videli galaksije u ranom univerzumu sa NASA-inog svemirskog teleskopa Džejms Veb, očekivali su da će pronaći galaktičke piske, ali su umesto toga otkrili ono što je izgledalo kao gomilu olimpijskih bodibildera. Činilo se da su neke galaksije postale toliko masivne, tako brzo, da ih simulacije nisu mogle objasniti.
Neki istraživači su sugerisali da ovo znači da nešto možda nije u redu sa teorijom koja objašnjava od čega je napravljen univerzum i kako je evoluirao od Velikog praska, poznatog kao standardni model kosmologije.
Prema studiji u The Astrophisical Journal koju je vodio Univerzitet Teksas u Austinu diplomirani student Ketrin Čvorovski, neke od tih ranih galaksija su u stvari mnogo manje masivne nego što su se prvi put pojavile. Crne rupe u nekim od ovih galaksija čine da izgledaju mnogo svetlije i veće nego što zaista jesu.
„Još uvek vidimo više galaksija nego što je predviđeno, iako nijedna od njih nije toliko masivna da „razbije“ univerzum“, rekao je Chvorovski.
Dokaze je pružilo Vebovo istraživanje o ranom izdanju kosmičke evolucije (CEERS), koje je vodio Steven Finkelstein, profesor astronomije na UT i koautor studije.
Prema ovoj najnovijoj studiji, galaksije koje su izgledale previše masivne verovatno imaju crne rupe koje brzo troše gas. Trenje u gasu koji se brzo kreće emituje toplotu i svetlost, čineći ove galaksije mnogo svetlijim nego što bi bile da ta svetlost emituje samo iz zvezda. Ovo dodatno svetlo može učiniti da se čini da galaksije sadrže mnogo više zvezda i da su stoga masivnije nego što bismo inače procenili.
Kada naučnici uklone ove galaksije, nazvane „male crvene tačke“ (na osnovu njihove crvene boje i male veličine), iz analize, preostale rane galaksije nisu previše masivne da bi se uklopile u predviđanja standardnog modela.
„Dakle, suština je da nema krize u smislu standardnog modela kosmologije“, rekao je Finkelštajn. „Uvek kada imate teoriju koja je toliko dugo izdržala test vremena, morate imati ogromne dokaze da biste je zaista izbacili. A to jednostavno nije slučaj.“
Iako su rešili glavni problem, ostaje manje trnovit: još uvek ima oko duplo više masivnih galaksija u Vebovim podacima ranog univerzuma nego što se očekuje od standardnog modela. Jedan od mogućih razloga mogao bi biti taj što su se zvezde formirale brže u ranom univerzumu nego danas.
„Možda su u ranom univerzumu galaksije bile bolje u pretvaranju gasa u zvezde“, rekao je Chvorovski.
Formiranje zvezda se dešava kada se vrući gas dovoljno ohladi da podlegne gravitaciji i kondenzuje u jednu ili više zvezda. Ali kako se gas skuplja, on se zagreva, stvarajući spoljašnji pritisak. U našem regionu univerzuma, ravnoteža ovih suprotstavljenih sila teži da proces formiranja zvezda učini veoma sporim.
Ali možda je, prema nekim teorijama, zbog toga što je rani univerzum bio gušći nego danas, bilo teže izbaciti gas tokom formiranja zvezda, što je omogućilo da se proces odvija brže.
Istovremeno, astronomi su analizirali spektre „malih crvenih tačaka“ otkrivenih sa Vebom, dok su istraživači u CEERS timu i drugi pronašli dokaze o brzom pokretu vodoničnog gasa, potpisu diskova za nakupljanje crnih rupa.
Ovo podržava ideju da barem deo svetlosti koja dolazi iz ovih kompaktnih, crvenih objekata potiče od gasa koji se vrti oko crnih rupa, a ne zvezda – što potkrepljuje zaključak Chvorovskijevog tima da zvezde verovatno nisu tako masivne kao što su astronomi u početku mislili. Međutim, dolaze dalja zapažanja ovih intrigantnih objekata i trebalo bi da pomognu u rešavanju zagonetke o tome koliko svetlosti dolazi od zvezda u odnosu na gas oko crnih rupa.
Često u nauci, kada odgovorite na jedno pitanje, to dovodi do novih pitanja. Iako su istraživači pokazali da standardni model kosmologije verovatno nije pokvaren, njihov rad ukazuje na potrebu za novim idejama u formiranju zvezda.
„I tako, još uvek postoji taj osećaj intrige“, rekao je Chvorovski. „Nije sve u potpunosti shvaćeno. To je ono što bavljenje ovom vrstom nauke čini zabavnim, jer bi to bilo užasno dosadno polje kada bi jedan rad shvatio sve, ili više nema pitanja na koja treba odgovoriti.“
