Data från rymdteleskopet Webb har bara fallit i händerna på astronomer de senaste veckorna, men de har väntat i åratal på det, och det ser ut som att analysen är klar. Resultatet var som ett lopp bakåt i tiden, med nya upptäckter som hittade föremål mycket närmare Big Bang som födde vårt universum. förra veckan, En av dessa sökningar Den befintliga galaxen dök upp mindre än 400 miljoner år efter Big Bang. Den här veckan avslöjade en ny analys en galax som dök upp bara 233 miljoner år efter universums bildande.

Denna upptäckt är en lycklig spin-off av arbete utformat för att svara på en mer allmän fråga: Hur många galaxer kan vi förvänta oss att se vid olika tidpunkter efter Big Bang?

Bakåt i tiden

Som vi rapporterade förra veckan var det tidiga universum ogenomskinligt för ljus på alla våglängder som innehöll mer energi än vad som behövs för att jonisera väte. Denna energi finns i den ultravioletta delen av spektrumet, men den rödförskjutning som orsakas av universums expansion under 13 miljarder år har flyttat denna begränsningspunkt till den infraröda delen av spektrumet. För att hitta dåtidens galaxer måste vi leta efter objekt som inte är synliga vid kortare infraröda våglängder (vilket betyder att ljus en gång befann sig ovanför vätegränspunkten), utan dyker upp vid lägre våglängder.

Ju djupare gränsen är mellan synligt och osynligt i infrarött, desto starkare rödförskjutning och desto längre bort är objektet. Ju längre bort objektet är, desto närmare är tiden Big Bang.

Att studera dessa galaxer kan berätta något om deras individuella egenskaper. Men att identifiera en stor grupp av tidiga galaxer kan hjälpa oss att avgöra hur snabbt de bildades och eventuella förändringar i galaktisk dynamik som inträffade vid en viss tidpunkt i universums förflutna. Denna förändring i frekvensen av synliga objekt över tiden kallas “luminositetsfunktionen”, och en del arbete har gjorts för att beskriva ljusstyrkans funktion hos tidiga galaxer. Men de infraröda vågorna från tidiga galaxer absorberas av jordens atmosfär och måste därför avbildas från rymden. Detta var ett av designmålen för Webb-teleskopet.

Det nya arbetet fokuserade på att studera ljuskraftsfunktionen hos galaxer som bildades kort (ur en astronomisk synvinkel) efter Big Bang. Men när de skapade en katalog över tidiga galaxer fann forskarna vad som verkar vara den äldsta galaxen som någonsin fotograferats.

Taakselectie

Forskarna använde två datakällor för att rekonstruera galaxernas utseende vid olika tidpunkter. Den ena skapades baserat på en analys av arbete som gjorts med det infraröda teleskopet (ESA). se genom ett teleskop) och rymdteleskopet Spitzer, som fotograferade båda galaxerna, som var relativt äldre, när de avgav ljuset som nu når jorden – cirka 600 miljoner år eller mer efter Big Bang. Andra inbäddade data som genererats av Webb, inklusive datauppsättningarna som analyseras i artikeln. Vänligen meddela oss Och området filmades in Första offentliga utgivning av bilden. I alla fall letade forskarna efter samma sak: saker som fanns i längre infraröda våglängder men som saknades i kortare.

Totalt identifierade teamet 55 avlägsna galaxer, varav 44 inte har observerats tidigare. Trettionio av dessa är från webbdata, och det antalet inkluderar två antika galaxer som identifierades förra veckan. Siffrorna är inte särskilt exakta för högre rödförskjutningar eftersom de bara är baserade på en eller två galaxer. Men generellt sett är trenden en gradvis minskning av synliga föremål över flera hundra miljoner år efter Big Bang, utan några drastiska förändringar eller nedskärningar.

Men det överraskande är att det finns data för en galax med mycket hög rödförskjutning (z = 16,7, för de som förstår). Det betyder att det har gått mindre än 250 miljoner år sedan Big Bang. Detta avstånd beror delvis på att det första våglängdsfiltret som objektet förekommer i är mycket svagt här, vilket indikerar att det är svagt vid de våglängder som filtret tillåter. Detta indikerar att det väte-inducerade filtret är nära kanten av filterbandet.

Liksom de avlägsna galaxerna som beskrevs förra veckan verkar den också ha motsvarande en miljard stjärnformade solar. Forskarna uppskattar att det började bilda stjärnor runt 120 miljoner år efter Big Bang och för minst 220 miljoner år sedan.

Forskarna är nästan säkra på att denna nya galax är den verkliga upptäckten: “Efter omfattande forskning kan vi för närvarande inte hitta en rimlig förklaring till detta objekt annat än en ny rödförskjuten galax.” Och tillägget av en andra oberoende bekräftelse av de tidigare upptäckterna av galaxer ökar avsevärt vårt förtroende för dessa upptäckter. Allt detta tyder på att det nya teleskopet håller sitt löfte, åtminstone för tidiga galaxer.

Den stora frågan nu är vad som kommer att avslöjas när man fokuserar på områden med höga linser som potentiellt kan förstora objekt till den punkt där vi kan avbilda strukturer i dessa tidiga galaxer. Vi har förmodligen redan gjort detta, men vi får vänta tills beskrivningarna dyker upp i arXiv-filen.

arxiv-fil. Totala numret: 2207.12356 (Ovanför arXiv).