Μια γιγάντια δομή σε σχήμα δακτυλίου, η οποία αλλάζει βασικές θεωρίες για την κοσμογονία, ανακάλυψαν στο διάστημα επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Λανκασάιρ.

Έχει διάμετρο 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός και έχει περίπου 15 φορές το μέγεθος της Σελήνης στον νυχτερινό ουρανό, όπως φαίνεται από τη Γη.

Ονομάστηκε ο Μεγάλος Δακτύλιος από τους αστρονόμους και αποτελείται από γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών. Οι ειδικοί ισχυρίζονται μάλιστα, ότι είναι τόσο μεγάλο, που αλλάζει την κατανόησή μας για το Σύμπαν.

Σε απόσταση άνω των 9 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, δεν είναι ορατό με γυμνό μάτι, αλλά η διάμετρός του στον νυχτερινό ουρανό θα ισοδυναμούσε με 15 πανσέληνους.

Σύμφωνα με μια από τις κατευθυντήριες αρχές της αστρονομίας, που ονομάζεται κοσμολογική αρχή, τέτοιες μεγάλες δομές δεν πρέπει να υπάρχουν. Αυτό δηλώνει ότι όλη η ύλη απλώνεται ομαλά σε όλο το Σύμπαν.

Παρόλο που τα αστέρια, οι πλανήτες και οι γαλαξίες είναι τεράστιες συστάδες ύλης στα μάτια μας, μπροστά στο μέγεθος του σύμπαντος είναι ασήμαντοι. Με βάση τη θεωρία, δεν πρέπει να σχηματίζονται πολύ μεγαλύτερα κομμάτια ύλης.

Ωστόσο, ο Μεγάλος Δακτύλιος δεν είναι σε καμία περίπτωση η πρώτη πιθανή παραβίαση της κοσμολογικής αρχής και έτσι υποδηλώνει ότι υπάρχει ένας άλλος παράγοντας που δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί.

Σύμφωνα με τον Δρ Ρόμπερτ Μασέι, αναπληρωτή διευθυντή της Royal Astronomical Society, αυξάνονται τα στοιχεία για μια επανεξέταση της βάσης της αστρονομίας.
«Αυτή είναι η έβδομη μεγάλη δομή που ανακαλύφθηκε στο σύμπαν και έρχεται σε αντίθεση με την ιδέα ότι το σύμπαν είναι λείο στη μεγαλύτερη κλίμακά του.

Εάν αυτές οι δομές είναι πραγματικές, τότε είναι σίγουρα τροφή για σκέψη για τους κοσμολόγους και τη σκέψη για το πώς έχει εξελιχθεί το σύμπαν στην πάροδο του χρόνου», σημείωσε ο ίδιος, όπως αναφέρει το BBC.

«Από τις τρέχουσες κοσμολογικές θεωρίες δεν πιστεύαμε ότι δομές σε αυτήν την κλίμακα ήταν δυνατές», τόνισε η Αλεξία Λόπεζ, διδακτορική φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο του Λανκασάιρ, η οποία ηγήθηκε της ανάλυσης.

«Θα μπορούσαμε να περιμένουμε ίσως μια εξαιρετικά μεγάλη δομή σε όλο το παρατηρήσιμο σύμπαν μας», είπε και πρόσθεσε: «Είναι πραγματικά σουρεαλιστικό. Έκανα αυτές τις ανακαλύψεις τυχαία, αλλά είναι πολύ σημαντικό και δεν μπορώ να το πιστέψω, ότι δηλαδή το έκανα εγώ».

Αστροφυσικοί που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) έκαναν μια πρωτοποριακή ανακάλυψη. Εντόπισαν μια σημαντική παρουσία μετάλλων σε έναν γαλαξία μόλις 350 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτή η αποκάλυψη αμφισβητεί την κατανόησή μας για το πρώιμο Σύμπαν και θέτει ενδιαφέροντα ερωτήματα σχετικά με την προέλευση των πρώτων μετάλλων του.

Στον απόηχο της Μεγάλης Έκρηξης, το σύμπαν αποτελούνταν κυρίως από υδρογόνο, με ίχνη ηλίου, λιθίου και ελάχιστη ποσότητα βηρυλλίου. Με αστρονομικούς όρους, όλα τα στοιχεία πέρα από το υδρογόνο και το ήλιο αναφέρονται ως μέταλλα. Τα μέταλλα σχηματίζονται αποκλειστικά σε αστέρια, ένα φαινόμενο που δεν επαναλαμβάνεται αλλού, εκτός από τις μικροσκοπικές ποσότητες που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της ίδιας της Μεγάλης Έκρηξης.

Η κατανόηση της εξέλιξης του περιεχομένου μετάλλων του Σύμπαντος, γνωστή ως μεταλλικότητα, είναι μια κομβική επιδίωξη στην αστροφυσική. Η παρουσία μετάλλων είναι απαραίτητη για το σχηματισμό βραχωδών πλανητών και, κατά συνέπεια, τη δυνατότητα για ζωή. Κατά τη διάρκεια των διαδοχικών αστρικών γενεών, η μεταλλικότητα του Σύμπαντος έχει αυξηθεί, διαμορφώνοντας μια τροχιά από την έναρξη των πρώτων μετάλλων μέχρι την τρέχουσα κατάσταση.

Η Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb εστιάζει στην εξερεύνηση αρχαίων γαλαξιών, προσφέροντας πληροφορίες για τη μεταλλικότητά τους. Σε μια πρόσφατη μελέτη με τίτλο “JADES: Carbon enrichment 350 Myr after the Big Bang in a gas-rich galaxy”, ερευνητές, με επικεφαλής τον αστροφυσικό Francesco D’Eugenio από το Ινστιτούτο Kavli για την Κοσμολογία στο Κέιμπριτζ, εξέτασαν έναν γαλαξία σε z=12,5 κοντά στη Κοσμική Αυγή.

Το James Webb φωτογραφίζει την καρδιά του Γαλαξία και το θέαμα κόβει την ανάσα

Τα αστέρια του Population III, τα πρώτα αστέρια που σχηματίστηκαν στο Σύμπαν, ήταν ογκώδη, φωτεινά και αρχικά χωρίς μέταλλα, αποκτώντας ίχνη από πρώιμους σουπερνόβα. Αν και η παρατήρηση αυτών των αρχαίων αστεριών είναι πρόκληση λόγω της σπανιότητάς τους, οι δυνατότητες του JWST του επιτρέπουν να ανιχνεύει στοιχεία σε γαλαξίες μέσω του οργάνου Near Infrared Spectograph (NIRSpec).

Η εκπληκτική ανακάλυψη στον γαλαξία στο z=12,5 περιλαμβάνει μια απροσδόκητη αφθονία άνθρακα, αμφισβητώντας την ιδέα των αστέρων του Population III χωρίς μέταλλα. Αυτό το εύρημα, η πιο μακρινή ανίχνευση μιας μετάβασης μετάλλου μέχρι σήμερα, υποδηλώνει ότι παρθένα, χωρίς μέταλλα αστέρια του Population III μπορεί να μην υπήρχαν, αναδιαμορφώνοντας την κατανόησή μας για το πρώιμο Σύμπαν.

Οι επιστήμονες εξετάζουν προσεκτικά εναλλακτικές εξηγήσεις, όπως εκπομπές από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα ή συνεισφορές από ασυμπτωτικά γιγάντια κλαδιά αστέρων. Παρά τις 65 ώρες παρατήρησης του James Webb, η ακριβής πηγή του άνθρακα που ανιχνεύτηκε παραμένει αβέβαιη, αφήνοντας χώρο για μελλοντικές έρευνες.

Αν και η πρωτοποριακή ανίχνευση του James Webb αμφισβητεί τις υπάρχουσες θεωρίες, υπογραμμίζει επίσης την ανάγκη για διευρυμένες δυνατότητες παρατήρησης. Οι έρευνες μεγάλης περιοχής και οι βαρυτικοί φακοί μπορεί να προσφέρουν ευκαιρίες για πιο εις βάθος φασματοσκοπικές μελέτες γαλαξιών υψηλής μετατόπισης ερυθρών, παρέχοντας μεγαλύτερο μέγεθος δείγματος και δυνητικά αποκαλύπτοντας τα μυστήρια των φάσεων διαμόρφωσης του Σύμπαντος.

Λεπτομερείς παρατηρήσεις των αρχαιότερων άστρων στο κέντρο του γαλαξία μας, τα οποία γεννήθηκαν μόλις ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, έκανε μια διεθνής ομάδα ερευνητών. Τα αποτελέσματα της μελέτης παρουσιάστηκαν στην Εθνική Συνάντηση Αστρονομίας της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας.

Μερικά από τα αστέρια που γεννήθηκαν λιγότερο από ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη υπάρχουν ακόμη και σήμερα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μελετηθεί πώς ήταν οι γαλαξίες όταν άρχισαν να σχηματίζονται.

Η ερευνήτρια του Ινστιτούτου Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ και μέλος της ερευνητικής ομάδας, Άνκε Άρεντσεν, τα χαρακτηρίζει «λείψανα από το πρώιμο σύμπαν».

Τα αστέρια αυτά μπορούν να αναγνωριστούν από την παρθένα χημική τους σύνθεση, καθώς αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, με πολύ μικρότερη αφθονία βαρύτερων στοιχείων σε σχέση με νεότερους αστέρες, όπως ο Ήλιος. Οι αστρονόμοι συνήθως αναζητούν αυτά τα αρχαία αστέρια μακριά από το επίπεδο του δίσκου του γαλαξία μας, στο χαμηλής πυκνότητας φωτοστέφανο γύρω από το γαλαξία, όπου είναι πιο εύκολο να τα βρουν.

Η ανεύρεσή τους στα πυκνά εσωτερικά τμήματα του γαλαξία μας είναι δύσκολη, καθώς ο οπτικός μας ορίζοντας προς το κέντρο του γαλαξία εμποδίζεται από μεγάλες ποσότητες διαστρικής σκόνης, ενώ και τα αρχαία αστέρια είναι εξαιρετικά σπάνια συγκρινόμενα με την αφθονία των νεότερων αστεριών.

Η ομάδα Pristine Inner Galaxy Survey (PIGS) διαπίστωσε ότι τα αστέρια αυτά περιστρέφονται αργά γύρω από το κέντρο του γαλαξία μας και φαίνεται ότι περνούν το μεγαλύτερο μέρος της μακράς ζωής τους κοντά στο γαλαξιακό κέντρο.

Στη συγκεκριμένη έρευνα οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα ειδικό φίλτρο απεικόνισης στο τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλίας-Χαβάης (CFHT) και επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματά τους με φασματοσκοπικές παρατηρήσεις με το Αγγλο-αυστραλιανό Τηλεσκόπιο (ΑΑΤ), οπότε έκαναν τις πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις αστεριών στο εσωτερικό του γαλαξία μας.

Στη συνέχεια οι παρατηρήσεις τους συνδυάστηκαν με δεδομένα από τη διαστημική αποστολή Gaia για να μελετηθεί ο τρόπος με τον οποίο αυτά τα αστέρια κινούνται στον γαλαξία μας. Αποδεικνύεται ότι όσο παλαιότερα είναι τα αστέρια, τόσο πιο χαοτικές είναι οι κινήσεις τους, αλλά ακόμη και τα πολύ παλαιότερα αστέρια εξακολουθούν να παρουσιάζουν κάποια μέση περιστροφή γύρω από το κέντρο του γαλαξία.

Επίσης, εντόπισαν ότι πολλά από αυτά τα αστέρια περνούν σχεδόν όλη τους τη ζωή στο εσωτερικό του γαλαξία, μέσα σε μια περιοχή που φτάνει μόνο μέχρι τη μέση μεταξύ του γαλαξιακού κέντρου και του Ήλιου.

Το τηλεσκόπιο James Webb, που αποτελεί και το πιο ισχυρό στον κόσμο, έγινε το κέντρο της προσοχής ολόκληρου του πλανήτη πριν λίγες ημέρες, οπότε και δημοσιοποιήθηκαν εικόνες που κατέγραψε, μεταξύ των οποίων και η πιο βαθιά εικόνα του σύμπαντος που καταγράφηκε ποτέ. 

Τώρα, το πανίσχυρο τηλεσκόπιο φαίνεται πως ενδέχεται να ανακάλυψε τον πιο μακρινό γαλαξία που έχει παρατηρηθεί στα χρονικά, ο οποίος υπήρχε πριν από 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο συγκεκριμένος γαλαξίας ονομάζεται GLASS-z13 και εκτιμάται πως υπήρχε μόλις 300 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, δηλαδή το κοσμικό φαινόμενο που αποτέλεσε την «αφετηρία» του σύμπαντος. Αυτό σημαίνει πως είναι 100 εκατομμύρια χρόνια προγενέστερος από το προηγούμενο ρεκόρ που έχει καταγραφεί, σύμφωνα με όσα είπε στο Γαλλικό Πρακτορείο (AFP) ο Ρόχαν Ναϊντού από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ και είναι και ο βασικός συγγραφέας μιας μελέτης που αναλύει δεδομένα από τις πρώτες παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση, το φως από τον γαλαξία GLASS-z13 υπολογίζεται πως εκπέμπεται πριν από 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Αν και αυτή η μελέτη δεν έχει αξιολογηθεί ακόμη, δημοσιεύτηκε ως «προεπισκόπηση» προκειμένου να είναι άμεσα προσβάσιμη από την κοινότητα των ειδικών. Έχει υποβληθεί προς δημοσίευση σε επιστημονική επιθεώρηση, σύμφωνα με τον Ναϊντού.

Ήδη πολλοί αστρονόμοι σχολιάζουν με ενθουσιασμό τη συγκεκριμένη ανακάλυψη στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης. «Τα ρεκόρ στην αστρονομία ήδη παραπαίουν», έγραψε στο Twitter ο Τόμας Τσουρμπούχεν, επιστημονικός συνεργάτης της NASA, ο οποίος έκανε λόγο για «πολλά υποσχόμενο» εύρημα.

Μια δεύτερη επιστημονική ομάδα κατέληξε επίσης στο ίδιο συμπέρασμα με τον Ρόχαν Ναϊντού, κάτι που τον κάνει «πιο σίγουρο» για την εκτίμησή του.

Με πληροφορίες από το ΑΠΕ-ΜΠΕ. 

Οι ακριβέστερες από κάθε άλλη φορά μετρήσεις που έγιναν - με τη βοήθεια των Τηλεσκοπίου Gemini North στη Χαβάη και του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου (VLT) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή - από τους επιστήμονες με επικεφαλής Γερμανούς αστρονόμους του Ινστιτούτου Εξωγήινης Φυσικής Μαξ Πλανκ, οι οποίοι έκαναν δύο σχετικές δημοσιεύσεις στο περιοδικό αστρονομίας και αστροφυσικής "Astronomy & Astrophysics", δείχνουν ότι ο "Τοξότης" αφήνει γύρω του ελάχιστο χώρο για οτιδήποτε άλλο.

Τα μελλοντικά ισχυρότερα τηλεσκόπια όπως το Γιγάντιο Μαγγελανικό Τηλεσκόπιο και το Τηλεσκόπιο των 30 Μέτρων θα επιτρέψουν στους αστρονόμους να "δουν" ακόμη καλύτερα στο κέντρο του γαλαξία μας.

Οι ερευνητές από διάφορες χώρες (Αυστραλία, ΗΠΑ, Καναδα, Ισπανία, Γαλλία, Ν. Αφρική) οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής “Astrophysical Journal“, ανέφεραν ότι «η πιο παράξενη ιδιότητα του νέου σήματος είναι ότι έχει πολύ υψηλή πόλωση, πράγμα που σημαίνει ότι το φως του ταλαντώνεται μόνο προς μια κατεύθυνση, αλλά αυτή η κατεύθυνση περιστρέφεται με το πέρασμα του χρόνου».

Επίσης τόνισαν ότι «η φωτεινότητα του αντικειμένου αυξομειώνεται δραματικά, κατά 100 φορές, και το σήμα φαίνεται να “αναβοσβήνει” με τυχαίο τρόπο. Ποτέ δεν έχουμε δει κάτι παρόμοιο», δήλωσε ο ερευνητής Ζιτένγκ Γουάνγκ του Ινστιτούτου Αστρονομίας και της Σχολής Φυσικής του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ. 

«Κοιτάζοντας προς το κέντρο του γαλαξία μας, βρήκαμε αυτό το αντικείμενο που είναι μοναδικό, καθώς στην αρχή ήταν αόρατο, μετά έγινε φωτεινό, μετά ξεθώριασε και μετά εμφανίστηκε ξανά. Η συμπεριφορά ήταν τελείως ασυνήθιστη», ανέφερε η καθηγήτρια Τάρα Μέρφι, επίσης του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ. 

Πολλά είδη άστρων εκπέμπουν μεταβλητό φως στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Οι αστέρες νετρονίων (πάλσαρ), οι υπερκαινοφανείς αστέρες (σούπερ-νόβα), τα άστρα που στέλνουν εκλάμψεις στο διάστημα και οι γρήγορες εκρήξεις ραδιοκυμάτων (FRB) είναι τέτοια αστρονομικά αντικείμενα των οποίων η φωτεινότητα αυξομειώνεται. 

Όμως η νέα πηγή, που ανακαλύφθηκε αρχικά με το αυστραλιανό ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP και η ύπαρξη της επιβεβαιώθηκε από το νοτιοαφρικανικό ραδιοτηλεσκόπιο MeerKAT, δεν φαίνεται να ταιριάζει με κανένα από αυτά τα φαινόμενα.

Έχοντας ανιχνεύσει έξι ραδιοσήματα με το ASKAP στη διάρκεια εννέα μηνών το 2020, οι αστρονόμοι προσπάθησαν στη συνέχεια να το παρατηρήσουν με οπτικό τηλεσκόπιο, αλλά απέτυχαν. Το ίδιο αποτυχημένη ήταν η προσπάθεια και του ραδιοτηλεσκοπίου Parkes, αλλά τελικά το πιο ευαίσθητο MeerKAT ανίχνευσε φέτος ξανά το μυστηριώδες αντικείμενο, το οποίο βαφτίστηκε «το αντικείμενο του Αντι» (από το παρατσούκλι του αστρονόμου που πρώτος το ανακάλυψε). 

Όπως είπε η Μέρφι, «ήμασταν τυχεροί που το σήμα επέστρεψε, αλλά βρήκαμε ότι η συμπεριφορά του ήταν δραματικά διαφορετική. Η πηγή εξαφανίστηκε μέσα σε μια μόνο μέρα, μολονότι είχε διαρκέσει επί εβδομάδες, όταν το είχαμε παρατηρήσει με το ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP».

Η νέα άγνωστη πηγή, που πιθανώς είναι μικρή σε μέγεθος και διαθέτει ισχυρό μαγνητικό πεδίο, έρχεται να προστεθεί σε άλλα μυστηριώδη ραδιο-αντικείμενα που έχουν ανακαλυφθεί σχετικά πρόσφατα κοντά στο γαλαξιακό κέντρο και έχουν επίσης μεταβαλλόμενη φωτεινότητα (γι’ αυτό ονομάστηκαν “Galactic Centre Radio Transients”). Μέσα στην επόμενη δεκαετία θα τεθεί σε λειτουργία το μεγάλο διασυνδεμένο μέσω διαδικτύου διηπειρωτικό ραδιοτηλεσκόπιο SKA (Square Kilometer Array), το οποίο ελπίζεται να ρίξει περισσότερο φως σε αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα. 

Σύνδεσμος για την επιστημονική δημοσίευση

ΑΠΕ – ΜΠΕ