Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba realizuje swoją misję stosunkowo krótko. Mimo to odkrył on już wiele ciekawych i bardzo odległych obiektów. Tak się składa, że właśnie potwierdzono, iż jednym z tych obiektów była jedna z najstarszych znanych galaktyk.
Jedna z najstarszych znanych galaktyk
Omawiana galaktyka to Galaktyka Maisie. Analiza spektroskopowa pozwoliła potwierdzić, że Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zaobserwował ją w stanie takim, w jakim występowała 390 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Nie powstała ona zatem tak wcześnie, jak początkowo myślano, ale wciąż jest to jedna z najstarszych galaktyk, jakie dotychczas odkryto.
Jak poinformował astronom Pablo Arrabal Haro z NOIRLab, najnowsze wyniki badań potwierdzają, iż wczesny Wszechświat był bardziej wypełniony obiektami, niż sądzono. Wskazał on natomiast jednocześnie, że dane na temat najwcześniejszych galaktyk trzeba analizować bardzo ostrożnie. Nawet najdrobniejsza pomyłka może doprowadzić do wielu błędnych założeń.
Kwestia przesunięcia ku czerwieni
Rzecz jasna, określanie wieku odległych galaktyk nie jest takie proste. Najlepszym narzędziem do oceny ich wieku jest tak zwane przesunięcie ku czerwieni. Wszechświat nieustannie się rozszerza, a światło ma to do siebie, że im większy dystans pokonuje w kosmosie, tym bardziej się rozciąga.
To właśnie rozciąganie się światła powoduje przesunięcie ku czerwieni, oznaczane w równaniach literą „z”. Zjawisko to nosi taką, a nie inną nazwę, ponieważ światło widzialne o najdłuższej fali ma kolor czerwony i w kierunku tego krańca widma przesuwają się jego linie. Im większe przesunięcie ku czerwieni, tym starszy i odleglejszy dany obiekt.
Światło docierające od nas z najodleglejszych obiektów to już właściwie światło podczerwone. To właśnie w podczerwieni swoje obserwacje prowadzi Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i dlatego obserwuje on przede wszystkim znane krańce Wszechświata. Istnieje jednak niejeden sposób na obliczanie stopnia przesunięcia ku czerwieni.
Początkowo przesunięcie ku czerwieni w przypadku Galaktyki Maisie naukowcy obliczyli w oparciu o fotometrię – jasność światła widzianego przez kilka filtrów. Uzyskany przez nich wynik zasugerował, że galaktyka ta powstała jakieś 366 lat po Wielkim Wybuchu. Potem galaktyce dodatkowo przyjrzano się jednak z pomocą spektrometru JWST – NIRSpec. Ten rozdziela od siebie światło podczerwone o różnych długościach fal i pozwolił na przeprowadzenie dokładniejszej analizy. Z jego pomocą dowiedziano się, że w rzeczywistości Galaktyka Maisie powstała 390 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Obliczenia podatne na błędy
Warto wspomnieć, że naukowcy wykorzystali dane z instrumentu NIRSpec, aby ponownie obliczyć przesunięcie ku czerwieni także innych galaktyk zaobserwowanych przez JWST, które wcześniej były przeanalizowane tylko fotometrycznie. Okazało się, że jedna z nich – CEERS-93316 – jest o blisko miliard lat młodsza niż pierwotnie sądzono.
Początkowo naukowcy uznali CEERS-93316 za starszą. To dlatego, że miała trzy nakładające się cechy, które sprawiły, iż jej barwa przypominała kolor galaktyk znacznie starszych. Prawdopodobnie w przypadku wielu innych obiektów jest podobnie. Właśnie dlatego do kwestii badań najstarszych obiektów we Wszechświecie trzeba podchodzić bardzo ostrożnie.
Źródło: Uniwersytet Teksański w Austin, fot. tyt. NASA/STScI/CEERS/TACC/Uniwersytet Teksański w Austin /S. Finkelstein/M. Bagley