Galaksija Roj kresničk (Firefly Sparkle) je obstajala 600 milijonov let po prapoku oziroma začetku časa. Vesoljski teleskop James Webb jo je torej ujel v "otroštvu" vesolja. To je staro 13,8 milijarde let.

Pri odkritju je pomagala mati narava, ki je ustvarila ogromno "povečevalno steklo". Med nami in Rojem kresničk je namreč jata galaksij MACS J1423, ki s svojo maso močno ukrivlja okoliški prostor-čas, s tem pa izostri zadeve za njo. Pojav se imenuje gravitacijska leča in omogoča, da vidimo galaksije, ki so sicer pretemne in preveč oddaljene za zaznavo.

Gravitacijska leča tarčo poveča, a jo obenem tudi skrajno popači. Galaksija Roj Kresničk je tako vidna kot razpotegnjen niz pik in lis. To je obenem dobro in slabo. Slabo zato, ker je ne vidimo v njeni pravi, nepopačeni podobi. Dobro pa, ker so tako vidni sestavni deli. "V primeru Roja Kresničk lahko vidimo, kako se sestavlja – opeko za opeko," piše v sporočilu za javnost.

Deset zvezdnih kopic

Astronomi so razbrali deset ločenih zvezdnih kopic, torej gostejših skupkov zvezd. Tudi to je pomembno: gre za najbolj oddaljene potrjene zvezdne kopice doslej.

Letos poleti je sicer neka druga raziskovalna skupina v neki galaksiji zaznala zvezdne kopice iz časa 460 milijonov let po prapoku. A tista najdba še ni z zanesljivostjo potrjena (manjkala je spektroskopska potrditev rdečega premika).

Pričujoče zvezdne kopice oddajajo večino svetlobe galaksije Roj kresničk. Vidne so v rožnati, vijoličasti in modri barvi. Webb jih je kemično analiziral, tako da je njihovo svetlobo razbil na posamezne valovne dolžine. Znanstveniki so tako ugotovili, da so zvezdne kopice različnih starosti. To pomeni, da zvezde v tej galaksiji niso nastale vse naenkrat, temveč v različnih časovnih obdobjih. Ugotovitev je pomembna, ker potrjuje teorijo o postopnem razvoju galaksij.

"Modeli nastajanja galaksij podajajo različne napovedi o tem, kako zgodaj se galaksije sestavljajo, kar je težko preveriti. Ta sistem ponuja izjemno priložnost za dejansko preverjanje nekaterih napovedi in ugotavljanje, kateri modeli se bolj približajo resničnemu vesolju. Pomembno je, da obstaja stalni dialog med opazovanji in teorijo," izjavo raziskovalca Nicholasa Martisa posreduje ljubljanska fakulteta za matematiko in fiziko.

Po masi podobna naši Galaksiji v tistem času

Znanstveniki so v nadaljevanju s pomočjo Webba izmerili maso Roja kresničk. Ugotovili so, da gre za eno manj masivnih galaksij tistega časa. A obenem ima tolikšno maso, kakršno naj bi imela naša galaksija Rimska cesta v primerljivi starosti. Gledamo torej "naš dom" v otroštvu.

Druge galaksije, ki jih je Webb odkril v istem obdobju, so precej masivnejše.

"Firefly Sparkle je kot časovni stroj, ki nam omogoča, da vidimo vesolje, ko je bilo staro le 600 milijonov let. To odkritje je ključno za razumevanje, kako so se prve galaksije oblikovale in razvijale," je poudarila soavtorica raziskave Maruša Bradač.

Maruša Bradač je pred leti sodelovala pri razvoju enega izmed instrumentov teleskopa James Webb, zato je njena raziskovalna skupina dobila več kot 200 ur opazovalnega časa v tem naprednem observatoriju.

Pri raziskavi je sicer sodelovalo več deset znanstvenikov z univerz in inštitutov po vsem svetu. Med njimi je bila tudi slovenska ekipa s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. Slovenska ekipa je bila odgovorna za analizo podatkov gravitacijskega lečenja in interpretacijo razvoja zvezdnih kopic.

Uspelo ji je tudi poustvariti podobo galaksije, kakršno bi jo videli brez vmesne gravitacijske leče, za kar je bil odgovoren doktorski študent Gregor Rihtaršič. "Da smo lahko iz povečane in skrajno popačene slike galaksije v obliki podolgovatega loka rekonstruirali njeno pravo podobo, je bilo ključno razumevanje gravitacijske leče – jate galaksij MACS 1423, ki leži med nami in galaksijo Firefly Sparkle. Modeliranje takšne gravitacijske leče je že samo po sebi zanimivo, saj pri tem izračunamo, kje se v jati skriva očem nevidna temna snov, ki s svojo gravitacijo povzroči odklon svetlobe oddaljenih galaksij," je pojasnil Rihtaršič.

Rekonstruirana podoba kaže, da se galaksija še ni posedla v klasično obliko diska.

V bližini Roja kresničk sta še dve galaksiji, oddaljeni 6500 in 42000 svetlobnih let. Tri galaksije najbrž krožijo okoli skupnega središča in so najbrž na tem, da se bodo združile. Oziroma – najbrž so se že. Gledamo namreč trenutek v davni, davni preteklosti, ki je že minil.

"To prelomno odkritje ima širši pomen za astrofiziko, saj omogoča testiranje teorij o nastanku galaksij in razumevanje procesov, ki so oblikovali zgodnje vesolje. Raziskava je tudi pokazala, da združevanje galaksij in interakcije med njimi igrajo pomembno vlogo pri njihovem razvoju, kar predstavlja pomembno izhodišče za prihodnje študije evolucije vesolja," sporočajo s FMF-ja.

Še več podrobnosti je na voljo tukaj, znanstvena objava pa je v reviji Nature.

Vesoljski teleskop James Webb je bil izstreljen leta 2021. Je pri gravitacijski točki L2 sistema Sonce-Zemlja, kar je 1,5 milijona kilometrov stran. Vesolje gleda s 6,5-metrskim zrcalom v infrardeči svetlobi, kar mu omogoča vpogled daleč v preteklost.

Video: Navidezni prelet čez jato galaksij MACS J1423

Avdio: Pogovor z Marušo Bradač na temo Webba, nastal decembra 2022