Webb-teleskopet har oppdaget de eldste galaksene som noensinne er observert

James Webb-romteleskopet gjør stadig nye og eventyrlige oppdagelser. Nå har det oppdaget de fire fjerneste galaksene som noen gang er observert.

Dette bildet levert av NASA viser stjernen Wolf-Rayet 124, i midten, fanget av James Webb-romteleskopet i juni i fjor. Webb-teleskopet gjør stadig nye oppdagelser, nylig oppdaget det de fire fjerneste galaksene som noen gang er observert.

Den ene av disse galaksene ble dannet rundt 320 millioner år etter Big Bang da universet fortsatt var i sin spede begynnelse, heter det i den nye forskningsstudien offentliggjort i tidsskriftet Nature Astronomy.

Webb-teleskopet (JWST) har vært et rent eventyr for romforskning. Siden teleskopet ble operativt i fjor har det sluppet en strøm av vitenskapelige oppdagelser. Det har kikket lenger inn i universets fjerne områder enn noen gang før. Det betyr faktisk at det ser tilbake i tid. Det å se tilbake inn i det fjerne universet, er å se inn i den virkelig dype fortiden.

Det har lenge vært knyttet store forventninger til JWST, som regnes som epokegjørende innen astronomi. Teleskopets hovedspeil, som er 6 meter i diameter, gir skarpere bilder enn det eldre Hubble-teleskopet.

Denne illustrasjonen levert av European Space Agency viser hvordan eksoplaneten TRAPPIST-1 b kan se ut. 27. mars 2023 opplyste forskere at Webb-romteleskopet ikke har funnet noen bevis for en atmosfære på denne innerste av de sju planetene på størrelse med jorden som kretser rundt den nærliggende stjernen, kalt Trappist.

Nye galakser

Teleskopet har dessuten svært følsomme instrumenter, og det kan registrere betydelig raskere enn det som er mulig med Hubble-teleskopet, ifølge Store Norske Leksikon.

Når lyset fra de fjerneste galaksene når jorden, har det blitt strukket av universets ekspansjon og flyttet til det infrarøde området av lysspekteret.

Webb-teleskopets NIRCam-instrument har en enestående evne til å oppdage dette infrarøde lyset, slik at det raskt kan oppdage en rekke galakser som aldri tidligere er sett – noen av dem kan endre astronomers forståelse av det tidlige universet.

Man tror derfor at JWST har kapasitet til å finne de tidligste galaksene som ble dannet etter Big Bang.

De fire fjerneste

I to studier publisert i tidsskriftet Nature Astronomy nylig opplyser astronomer at de «utvetydig har oppdaget» de fire fjerneste galaksene som noen gang er observert.

Galaksene dateres fra 300 til 500 millioner år etter Big Bang for mer enn 13 milliarder år siden, da universet var bare to prosent av sin nåværende alder.

Det betyr at galaksene er fra det som kalles reioniseringens epoke, en periode da de første stjernene antas å ha dukket opp. Epoken kom rett etter den kosmiske mørketiden forårsaket av Big Bang.

Overraskende

Stephane Charlot, forsker ved Astrophysics Institute of Paris og medforfatter av de to nye studiene, sier i et intervju med nyhetsbyrået AFP at den fjerneste galaksen – kalt JADES-GS-z13-0 – ble dannet 320 millioner år etter Big Bang.

– Det er den største avstanden som noen gang er observert av astronomer, forteller han.

Webb-teleskopet bekreftet også eksistensen av JADES-GS-z10-0, som stammer fra 450 millioner år etter Big Bang og som tidligere hadde blitt oppdaget av Hubble-romteleskopet.

– Alle fire galaksene er veldig lave i masse – omtrent hundre millioner solmasser, forteller Charlot. Til sammenligning er Melkeveiens vekt estimert til 1.500 milliarder solmasser.

Men galaksene er veldig aktive i stjernedannelse i forhold til massen deres, legger Charlot til.

Dette bildet viser en kunstners oppfatning av hvordan overflaten til eksoplaneten TRAPPIST-1f kan se ut, basert på tilgjengelige data om dens diameter, masse og avstander fra vertsstjernen. James Webb-teleskopet finner ingen atmosfære på den jordlignende eksoplaneten.

Fattig på metaller

En galakse er et system av stjerner, gass, støv og mørk materie som holdes samlet av tyngdekrefter. Galakser varierer i størrelse fra et par tusen til flere hundre tusen lysår i diameter. De kan inneholde fra noen få millioner til mange milliarder stjerner.

Charlot sier at disse stjernene ble dannet i omtrent samme hastighet som Melkeveien, en hastighet som var overraskende så tidlig i universet.

– Galaksene var også veldig fattige på metaller, legger han til.

Dette samsvarer med standardmodellen for kosmologi, som er ekspertenes forsøk på å forklare hvordan vi har kommet oss til det stadium vi er i dag. Standardmodellen er teorien om hvordan universet oppsto, og hvordan det har utviklet seg fra Big Bang, til i dag.

I standardmodellen heter det at jo nærmere Big Bang, jo mindre tid er det for metaller å dannes, sier Charlot.

Seks store galakser

I februar førte oppdagelsen av seks store galakser fra 500–700 millioner år etter Big Bang til at noen astronomer stilte spørsmål ved standardmodellen.

Disse galaksene, også observert av Webb-teleskopet, var større enn antatt mulig så kort tid etter universets fødsel. Hvis det bekreftes, kan det bety at standardmodellen trenger en oppdatering.

Pieter van Dokkum, astronom ved Yale University og som ikke har vært involvert i den siste forskningen, hyller bekreftelsen av de fire nyoppdagede fjerne galaksene som en stor vitenskapelig prestasjon.

– Grensene flytter seg nesten hver måned. Nå er det «bare» 300 millioner år med uutforsket historie i universet mellom disse galaksene og Big Bang, kommenterte van Dokkum til magasinet Nature.

Webb-teleskopet har observert mulige galakser enda nærmere Big Bang, men de har ennå ikke blitt bekreftet.