Våra idéer om bildandet av galaxer och mörk materias natur kan vändas helt upp och ner efter nya observationer av en stjärnhop som är större än Vintergatan, som fanns för mer än 11 miljarder år sedan och som inte borde ha funnits. Forskare fick hjälp att göra en intressant upptäckt av det berömda rymdteleskopet uppkallat efter James Webb.
Resultaten av forskningen visar att en massiv galax från det tidiga universum, observerad för 11,5 miljarder år sedan, har en extremt gammal population av stjärnor som bildades mycket tidigare - för cirka 1,5 miljarder år sedan. Denna observation kullkastar nuvarande modeller, eftersom mörk materia ännu inte har ackumulerats i tillräcklig koncentration för att initiera deras bildning.
"Vi jagade den här galaxen i sju år och tittade på den i timmar med hjälp av två av de största teleskopen på jorden för att ta reda på hur gammal den är", säger forskarna. – Men den var för svag, och vi kunde inte mäta den. Till slut var vi tvungna att använda den Webb-teleskopför att bekräfta dess natur".
Galaxbildning är ett grundläggande paradigm som ligger till grund för modern astrofysik och förutspår en kraftig minskning av antalet massiva galaxer i början av rymdtiden. Men storleken på denna galax är spännande – trots sin ålder är den förvånansvärt massiv och innehåller miljarder stjärnor. Uppgifterna visade också på en hög koncentration av tunga grundämnen, vilket är oväntat eftersom de vanligtvis bildas som ett resultat av stjärnprocesser under långa tidsperioder. Dessutom fann forskarna att denna galax upplevde en snabb explosion av stjärnbildning i sina tidiga skeden, följt av en period av lugn.
"Vi går nu längre än vad som var möjligt för att bekräfta de äldsta massiva lugna monster som finns djupt i universum. Detta tänjer på gränserna för vår nuvarande förståelse av hur galaxer bildas och utvecklas, säger Dr Themiya Nanayakkara. "Nyckelfrågan nu är hur de bildas så snabbt i universums mycket tidiga skede, och vilka mystiska mekanismer som får dem att plötsligt sluta bilda stjärnor när resten av universum gör det."
"Bildandet av galaxer dikteras till stor del av hur mörk materia koncentreras", säger en annan forskningsdeltagare, docent Claudia Lagos. – Närvaron av dessa extremt massiva galaxer i ett så tidigt skede av universums utveckling utgör betydande utmaningar för vår standardmodell för kosmologi. Detta beror på det faktum att vi inte tror att sådana strukturer av mörk materia, som skulle kunna hysa dessa massiva galaxer, hade tid att bildas."
"Webb-teleskopet hittar allt fler bevis för att massiva galaxer bildas i ett tidigt skede. Och detta resultat sätter ett nytt rekord för detta fenomen, säger huvudförfattaren till studien, professor Carl Glazebrook. – Även om det är väldigt imponerande är det bara ett objekt. Men vi hoppas hitta fler, och om vi gör det kommer det verkligen att störa vår förståelse av galaxbildning."
Läs också: