Το James Webb αποκαλύπτει τον μεγαλύτερο χάρτη που έχει δημιουργηθεί για τον «σκελετό» του σύμπαντος

Ο χάρτης που προέκυψε αποκαλύπτει πώς εξελίχθηκαν οι γαλαξίες από τα πρώτα στάδια της κοσμικής ιστορίας, πριν από περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια, και πώς οργανώνονται μέσα σε μια τεράστια δομή που ονομάζεται κοσμικός ιστός, αναφέρει το LiveScience.

Ο κοσμικός ιστός είναι η μεγαλύτερη γνωστή δομή στο σύμπαν, ένα αχανές πλέγμα από νήματα αερίου, γαλαξίες, σμήνη γαλαξιών, κενά και σκοτεινή ύλη, που καθορίζει τη μεγάλης κλίμακας αρχιτεκτονική του. Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal, διεθνής ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Ρίβερσαϊντ χρησιμοποίησε δεδομένα του προγράμματος COSMOS-Web για να παρακολουθήσει την εξέλιξη αυτής της δομής μέσα στον χρόνο.

Σμιλεύοντας το σύμπαν από το μηδέν

Η μελέτη δείχνει πώς εσωτερικοί παράγοντες, όπως η μάζα ενός γαλαξία, αλλά και εξωτερικοί, όπως το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται, επηρεάζουν τη δημιουργία και την παύση σχηματισμού άστρων.

«Σε παλαιότερες εποχές, οι πυκνές περιοχές φαίνεται να αποτελούν τόπους ταχείας ανάπτυξης γαλαξιών, ενώ σε μεταγενέστερες εποχές συνδέονται με τη διακοπή του σχηματισμού αστέρων», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης, αστρονόμος Hossein Hatamnia.

Το COSMOS-Web είναι το μεγαλύτερο πρόγραμμα παρατήρησης που έχει πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα με το James Webb. Διήρκεσε 255 ώρες και κάλυψε μια συνεχόμενη περιοχή του ουρανού περίπου ίση με το μέγεθος τριών πανσελήνων. Σε σύγκριση με παλαιότερους χάρτες, όπως ο COSMOS2020, που βασιζόταν σε παρατηρήσεις του Hubble και άλλων τηλεσκοπίων, ο νέος χάρτης προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια στον υπολογισμό της μετατόπισης προς το ερυθρό – που μετράει την απόσταση και την ηλικία των αντικειμένων – και περιλαμβάνει περισσότερους γαλαξίες, ανάμεσά τους πιο αμυδρούς, μικρότερης μάζας και πολύ πιο μακρινούς.

Χάρη στην ευαισθησία και την ανάλυση του James Webb, περιοχές που σε παλαιότερες χαρτογραφήσεις έμοιαζαν με ασαφείς κηλίδες αποκαλύπτονται πλέον ως αρχαίοι, αμυδροί γαλαξίες. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι οι προηγούμενοι χάρτες συχνά υπερεκτιμούσαν το βάθος των πολύ πυκνών περιοχών, όπου οι γαλαξίες σχηματίζονται νωρίτερα και μεγαλώνουν ταχύτερα, ενώ υποεκτιμούσαν το βάθος των πιο αραιών περιοχών. Ο νέος χάρτης διατηρεί καλύτερα τις σχετικές διαφορές ανάμεσα στα κοσμικά περιβάλλοντα, επιτρέποντας μια πιο καθαρή εικόνα της εξέλιξης του Σύμπαντος.

Πώς σταματά η αστρογένεση

Ένα από τα σημαντικότερα ευρήματα αφορά το πότε και γιατί οι γαλαξίες παύουν να γεννούν νέα άστρα. Η μελέτη δείχνει ότι οι μεγάλοι γαλαξίες σε πυκνά περιβάλλοντα είναι πιθανότερο να είναι αδρανείς, δηλαδή να έχουν σταματήσει την αστρογένεση. Μέχρι πριν από περίπου 7 δισεκατομμύρια χρόνια, οι βασικοί μηχανισμοί που σταμάταγαν τη γέννηση νέων άστρων φαίνεται ότι σχετίζονταν κυρίως με τη μάζα: όταν τα «στεφάνια» σκοτεινής ύλης που περιβάλλουν τους γαλαξίες ξεπερνούσαν περίπου το ένα τρισεκατομμύριο ηλιακές μάζες, θέρμαιναν το αέριο και εμπόδιζαν τη συμπύκνωσή του σε νέα άστρα. Ρόλο μπορεί να έπαιζαν και οι ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, οι οποίες εκτοξεύουν ισχυρούς πίδακες ενέργειας.

Στο πιο πρόσφατο σύμπαν, αντίθετα, μεγαλύτερη σημασία φαίνεται να έχει το περιβάλλον. Οι γαλαξίες μπορούν να χάνουν το υλικό τους ή να εμποδίζονται να συγκεντρώσουν νέο ψυχρό αέριο, με αποτέλεσμα να σβήνει σταδιακά η αστρογένεση.

Ο κατάλογος των 164.000 γαλαξιών που χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία του χάρτη είναι διαθέσιμος στο κοινό.