James Webb observeerde een oud sterrenstelsel dat niet verklaard kan worden door donkere materie

We weten dat het standaard kosmologische model gebaseerd is op het bestaan ​​van nog nooit eerder waargenomen deeltjes die geen of heel weinig licht zouden moeten kunnen uitzenden, maar wel bekende deeltjes kunnen beïnvloeden, zoals baryonen, die protonen en neutronen zijn. Door zwaartekrachtinteractie. Detectoren LHCLHC in CERNCERN Probeer het te zien in de producten van botsingen tussen protonenbundels in deze grote deeltjesversneller, maar dan deeltjes Zwarte kernZwarte kern Wat is de KosmologieKosmologie Misschien zijn ze zo groot dat het nodig zou zijn om ze te creëren, volgens de beroemde relatieEinsteinEinstein E = MC²ga naar EnergieënEnergieën Daarvoor zou een botsing nodig zijn met een omtrek van ongeveer 100 kilometer.

Ondertussen zijn we nog steeds op zoek naar nieuw bewijs voor het bestaan ​​en de eigenschappen van donkere materiedeeltjes in het universum SterrenstelselsSterrenstelsels naarEdwin HubbleEdwin Hubble. Momenteel zijn deze deeltjes nog steeds vrijwel de enige manier waarop de sterrenstelsels die we waarnemen en de grote structuren die ze bij elkaar houden, ontstaan. Cluster van sterrenstelselsCluster van sterrenstelsels Gebundeld in draden. We weten niet echt hoe we de eigenschappen van fossiele straling van de oerknal, ontdekt door Penzias en Wilson, kunnen reproduceren zonder deze donkere materiedeeltjes.

Maar we weten ook dat dat zo is AfwijkingenAfwijkingen Of de eigenschappen van sterrenstelsels die we beter begrijpen als we afzien van donkere materiedeeltjes en een aanpassing van de wetten van de hemelmechanica gebruiken. NewtonNewton, Deze theorie werd begin jaren tachtig feitelijk voorgesteld door de Israëlische natuurkundige Mordechai Milgrom. Als onderdeel ervan Gemodificeerde Newtoniaanse dynamiek, tegenwoordig bekend onder de afkorting Mond. Momenteel kampt het echter met problemen als gevolg van waarnemingen van de Gaia-satelliet.

13,8 miljard jaar lang bleef het universum evolueren. In tegenstelling tot wat onze ogen ons vertellen als we naar de hemel staren, is de vorm ervan verre van statisch. Natuurkundigen hebben observaties van verschillende tijdperken van het universum en voeren simulaties uit waarin ze het universum en zijn evolutie nabootsen. Donkere materie lijkt een belangrijke rol te hebben gespeeld vanaf het begin van het heelal tot aan de vorming van de grote structuren die we vandaag de dag waarnemen. © CEA Onderzoek

Een sterrenstelsel dat vier keer groter was dan de Melkweg 11,5 miljard jaar geleden

Maar wie weet eigenlijk waar het over gaat?

Misschien is het James Webb-ruimtetelescoopJames Webb-ruimtetelescoop (JWST), wat ons zal helpen de dingen duidelijker te zien door studie als nooit tevorenInfraroodInfrarood De oudste sterrenstelsels die vandaag de dag kunnen worden waargenomen, en in dit opzicht is dit het geval met het sterrenstelsel genaamd JWST-7329. We zien het zoals het ongeveer 11,5 miljard jaar geleden was (wat betekent dat het zich momenteel op een afstand van de aarde bevindt). MelkwegMelkweg Dat kan online worden berekend dankzij kosmoloog New Wright Door de spectrale verschuiving te geven die hier z = 3,2 as is AstrofysiciAstrofysici In hun terminologie. Dan ontdekken we dat de afstand vandaag ongeveer 21 miljard bedraagtLichtjaarLichtjaar).

JWST-7329 is het onderwerp van een artikel gepubliceerd in het beroemde tijdschrift natuur Waarnaar vrijelijk verwezen kan worden arXiv. Het toont het werk van een internationaal team onder leiding van JWST Carl Glazebrook van de Swinburne University of Technology in Melbourne, Australië.

In het persbericht van de universiteit over JWST-7329 legt Karl Glazebrook uit: “ We hebben dit sterrenstelsel zeven jaar lang gevolgd en urenlang geobserveerd met de twee grootste telescopen ter wereld om de leeftijd ervan te bepalen. Maar het was zo rood en zo zwak dat we het niet konden meten. Uiteindelijk moesten we de aarde verlaten en de James Webb-ruimtetelescoop gebruiken om de aard ervan te bevestigen. Dit is vooral een teamprestatie geweest, van de onderzoeken naar de infraroodhemel die we in 2010 begonnen en die ons ertoe brachten dit sterrenstelsel als ongewoon te identificeren, tot de lange uren die we doorbrachten taarttaart En de Zeer grote telescoopZeer grote telescoop We hebben geprobeerd dit te bevestigen, maar dat mislukte, totdat we vorig jaar eindelijk een enorme inspanning deden om erachter te komen hoe we de JWST-gegevens moesten verwerken en analyseren. SpectraSpectra. »

Zijn sterrenstelsels te massief voor kosmologie van donkere materie?

Het resultaat dat naar voren kwam was dat JWST-7329 eigenlijk een sterrenstelsel is dat ruim 11 miljard jaar ouder is dan de Melkweg en veel meer sterren bevat.sterrensterren Toen was het al 1,5 miljard jaar oud.

Het lijkt er echter op dat zo’n sterrenstelsel niet genoeg tijd zou hebben gehad om zich te vormen, omdat de donkere materie nog niet voldoende geconcentreerd was Stort inStort in De zwaartekracht deed de baryonische materie snel genoeg instorten om met die snelheid JWST-7329 te vormen, een ander voorbeeld van sterrenstelsels die meer dan 11 miljard jaar geleden zeer geavanceerd en zeer massief waren en dat werd ontdekt door James Webb.

Dit verklaart Claudia Lagos Van het International Centre for Radio Astronomy Research (Icrr) van de Universiteit van West-Australië, dat een cruciale rol speelde bij de ontwikkeling… ontwerpontwerp De theorie van de evolutie van concentraties van donkere materie voor studie.

” De vorming van sterrenstelsels hangt grotendeels af van hoe donkere materie geconcentreerd is. Het bestaan ​​van deze zeer massieve sterrenstelsels vond al heel vroeg in het heelal plaatswezenwezen Het stelt ons voor grote uitdagingen Standaard vormStandaard vorm Kosmologie. In feite geloven we niet dat structuren van donkere materie die groot genoeg zijn om deze sterrenstelsels te huisvesten, niet genoeg tijd hebben gehad om zich te vormen. Er zijn meer waarnemingen nodig om te begrijpen hoe vaak deze sterrenstelsels voorkomen en om ons te helpen begrijpen hoe groot deze sterrenstelsels werkelijk zijn. »

Karl Glazebrook voegt in hetzelfde persbericht toe dat “ De James Webb-ruimtetelescoop heeft steeds meer bewijs gevonden voor de vroege vorming van massieve sterrenstelsels. Dit resultaat vestigt een nieuw record voor dit fenomeen. Hoewel het zeer opvallend is, gaat het slechts om één geval. Maar we hopen er meer te vinden; Als we dat doen, zal het onze ideeën over de vorming van sterrenstelsels veranderen “.

We weten dat de theorie van Mound de vroege vorming van grote sterrenstelsels voorspelt.