제임스 웹 우주 망원경은 별빛의 새벽을 목격합니다

제임스 웹 우주 망원경은 130억년 전 대규모 은하 합병에 대한 자세한 내용을 보여줍니다(또 다른 초기 은하의 포함은 새로운 제임스 웹 우주 망원경 이미지의 중요성을 보여줍니다). 크레딧: Astro 3D

주요 메모 작성자: 제임스 웹 우주 망원경 초기 은하 합병의 결과는 별들이 이전에 알려진 것보다 더 빠르고 효율적으로 형성되었음을 나타내며, 이는 복잡한 성단을 드러내고 현재 우주론에 도전하고 있습니다.

• 은하와 별은 더 빠르게 진화했습니다 엄청난 폭발 예상보다.
• 최초의 은하 중 하나의 상세한 이미지는 성장이 우리가 생각했던 것보다 훨씬 빠르다는 것을 보여줍니다.

국제 연구팀이 사상 최초의 은하 합병에 대해 전례 없는 상세한 관찰을 했습니다. 그들은 별이 우리가 생각했던 것보다 더 빠르고 효율적으로 진화했다고 제안합니다.

그들은 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 이용해 빅뱅 이후 5억1천만년, 즉 약 130억년 전에 존재했던 거대한 물체를 관찰했다.

“우리가 이러한 관찰을 했을 때, 이 은하는 초기 우주에서 발견된 다른 어떤 은하보다 10배 더 컸습니다.”라고 멜버른 대학교의 초기 은하 분야 ASTRO 3D 연구원인 Kit Boyett 박사는 말합니다. 그는 최근에 발표된 논문의 주요 저자입니다. 자연 천문학. 이 논문에는 호주, 태국, 이탈리아, 미국, 일본, 덴마크 및 중국의 19개 기관에서 온 27명의 저자가 포함되어 있습니다.

2021년에 발사된 제임스 웹 우주 망원경을 통해 천문학자들은 이전에는 불가능했던 방식으로 초기 우주를 볼 수 있습니다. 이전 망원경을 통해 단일 빛의 점으로 나타난 물체(예: 허블 우주 망원경그 복잡성을 드러냅니다.

제임스 웹 우주 망원경은 130억년 전 대규모 은하 합병의 세부 사항을 보여줍니다. 크레딧: Astro 3D

ASTRO 3D First Galaxies 주제 리더이자 계약자인 Michel Trinity 교수는 “관측 가능한 우주의 가장자리에 있는 은하계에 대한 자세한 뷰를 제공하고 시간을 거슬러 올라가는 James Webb 우주 망원경의 힘을 보는 것은 놀라운 일입니다.”라고 말합니다. 멜버른 대학의 리더. 트리니티 교수는 이렇게 덧붙입니다. “이 우주 관측소는 초기 은하 형성에 대한 우리의 이해를 바꿔 놓았습니다.”

현재 논문의 관측 결과는 주 은하단에 두 개의 구성 요소와 긴 꼬리가 있는 여러 개의 은하단으로 구성된 은하를 보여 주며, 이는 두 은하가 더 큰 은하로 합병되고 있음을 나타냅니다.

“합병은 아직 끝나지 않았습니다. 우리는 여전히 두 개의 물체를 볼 수 있다는 사실로 알 수 있습니다. 긴 꼬리는 병합 과정에서 일부 물질이 버려진 결과일 가능성이 높습니다. 두 물체가 융합되면 제거됩니다. Boyett 박사는 이렇게 말합니다. “이것은 합병이 있음을 말하며 이는 역대 가장 먼 합병입니다.”

제임스 웹 우주 망원경을 사용한 이러한 관찰과 기타 관찰은 천체물리학자들이 우주의 초기 모델을 수정하도록 촉구하고 있습니다.

“James Webb을 통해 우리는 초기 우주에서 우리가 예상했던 것보다 더 많은 물체를 볼 수 있으며 이러한 물체도 우리가 생각했던 것보다 더 거대합니다”라고 Boyett 박사는 말합니다. “우리의 우주론이 반드시 틀린 것은 아니지만 은하가 얼마나 빨리 형성되는지에 대한 우리의 이해는 우리가 생각했던 것보다 크기가 더 크기 때문에 그럴 수 있습니다.”

다른 고대 은하. 크레딧: Astro 3D

Boyett 박사 팀의 연구 결과에 따르면 이들 은하계는 병합을 통해 매우 빠르게 질량을 축적할 수 있었습니다.

그러나 보예트 박사를 놀라게 한 것은 은하의 크기와 은하의 성장 속도뿐만이 아닙니다. 그의 논문은 병합 은하를 구성하는 별의 수를 처음으로 설명하고 있으며, 이는 제임스 웹 우주 망원경을 통해 가능해진 또 다른 세부 사항입니다.

“분광학 분석과 이미징을 비교했을 때 두 가지 다른 점을 발견했습니다. 이미지에서는 별의 수가 적다는 것을 알 수 있었지만 분광학에서는 매우 오래된 별에 대해 이야기했습니다. 그러나 둘 다 사실임이 밝혀졌습니다.” 보이엣은 말합니다. 왜냐하면 우리에겐 스타가 한 그룹이 아니라 두 그룹이 있기 때문이다.”

“오래된 거주자들은 오랫동안 거기에 있었고 우리가 생각하는 것은 은하의 병합이 새로운 별을 생산하고 있다는 것입니다. 그것이 우리가 이미징에서 보는 것입니다. 오래된 거주자 위에 새로운 별이 있습니다.”

이러한 먼 물체에 대한 대부분의 연구에서는 매우 어린 별을 보여 주지만 이는 어린 별이 더 밝아서 그 빛이 이미지 데이터를 지배하기 때문입니다. 그러나 제임스 웹 우주 망원경은 두 그룹을 구별할 수 있을 만큼 상세한 관찰을 가능하게 합니다.

“사실 분광학은 매우 상세해서 우리가 생각하는 것보다 더 많은 것이 존재한다는 사실을 알려주는 고대 별의 미묘한 특징을 볼 수 있습니다.”라고 Boyett 박사는 말합니다.

“우주의 역사를 통틀어 다양한 이유로 새로운 별 형성의 정점이 있었고 이로 인해 다수의 개체군이 탄생했다는 사실을 우리가 알고 있기 때문에 이는 전혀 놀라운 일이 아닙니다.

“하지만 이렇게 멀리서 실제로 본 것은 이번이 처음입니다.”

이 논문은 현재 모델링에 중요한 영향을 미칩니다.

“우리의 시뮬레이션은 우리가 관찰한 것과 유사한, 우주와 대략 같은 나이, 대략 같은 질량을 가진 물체를 생성할 수 있습니다. 그러나 그것은 극히 드뭅니다. 매우 드물며 전체 모델에 그 중 하나만 있습니다. 관찰의 기회 “우리의 관찰은 우리가 매우 운이 좋았거나 시뮬레이션이 잘못되었음을 시사하며 이런 일은 우리가 생각하는 것보다 더 흔합니다.”

“우리가 놓치고 있다고 생각하는 것은 별이 더 효율적으로 형성되고 있다는 것이며, 이것이 우리 모델에서 변경해야 할 것일 수도 있습니다.”

참고 자료: Kristan Boyett, Michele Trinti, Nisha Lithokawalit, Antonello Calabro, Benjamin Metha, Guido Roberts Borsani, Niccolò Dalmaso, Lilan Yang, Paola Santini, Tommaso Trio, Tucker Jones의 “빅뱅 이후 5억 1천만년 후의 거대 상호작용 은하계”. 알레이나 헨리, 샬롯 A. 메이슨, 모리시타 타카히로, 테미아 나나야카라, 남라타 로이, 첸 왕, 아드리아노 폰타나, 에밀리아노 멀린, 마르코 카스테야노, 디에고 파리, 마루샤 브래닥, 맷 말칸, 다닐로 마르케시니, 사라 마시아, 칼 글레즈브룩, 로라 핀테리치. , Eros Vanzella 및 Benedetta Vulcani, 2024년 3월 7일, 자연 천문학.
도이: 10.1038/s41550-024-02218-7