O echipă condusă de la Universitatea Leiden a descoperit că nouă galaxii masive și mature din universul timpuriu conțin mult mai multe stele mici și slabe decât s-a crezut, ceea ce le-ar putea face de trei până la patru ori mai masive decât arătau estimările anterioare.

De la lansare, telescopul spațial James Webb a găsit repetat galaxii din universul timpuriu care par surprinzător de mari și de mature pentru vârsta pe care o avea universul atunci, un fenomen greu de explicat prin modelele actuale de formare a galaxiilor. Studiul, publicat în Nature Astronomy și condus de Chloe Cheng, doctorandă la Universitatea Leiden, alături de Mariska Kriek, care a coordonat cercetarea, arată că problema ar putea fi și mai mare decât se credea.

Stele mici, ascunse în spatele celor strălucitoare

Echipa a analizat spectrele a nouă galaxii masive, mature, care încetaseră deja să mai formeze stele noi cu miliarde de ani în urmă, combinând date de la JWST cu observații mai vechi de la Very Large Telescope. Pentru prima dată, cercetătorii au reușit să estimeze cu încredere raportul dintre stelele mici, slabe, și cele mari, strălucitoare, la distanțe cosmologice atât de mari. „Dacă o galaxie ar fi un oraș, cele mai strălucitoare stele ar fi zgârie-norii, pe care îi vezi imediat de la distanță”, a explicat Cheng. „Modelele noastre arată că, în spatele acestor zgârie-nori, există o populație mult mai mare de stele mici, ca niște case printre ei. Asta înseamnă că galaxia, ca întreg, e mult mai masivă decât arătau estimările anterioare.”

Rezultatul contrazice o presupunere de bază folosită până acum în astronomie, aceea că stelele se formează, peste tot în univers, în proporții similare între cele mici și cele mari. Joel Leja, de la Penn State, coautor al studiului, a subliniat că aceste galaxii sunt „mult mai masive decât ne așteptam, de trei sau patru ori mai masive”. Pentru că stelele mici găzduiesc frecvent planete, Kriek a adăugat că rezultatul ar putea sugera și că, în universul timpuriu, s-au format mai multe planete decât se presupunea până acum.

Ce rămâne de verificat

Cercetătorii subliniază o limită importantă: galaxiile studiate sunt mature și au încetat deja să formeze stele, deci sunt urmașe posibile ale galaxiilor extrem de timpurii și „imposibil de masive” găsite anterior de JWST, nu chiar acele galaxii. Legătura directă cu momentul formării lor rămâne, deocamdată, o inferență. Echipa de la Leiden extinde deja analiza spectrală la un eșantion mai mare de galaxii din universul timpuriu, folosind observații JWST deja programate, pentru a testa dacă acest exces de stele mici e tipic pentru galaxiile masive timpurii sau limitat doar la cele nouă studiate acum.

Dacă rezultatul se confirmă pe un eșantion mai mare, modelele de formare a galaxiilor vor trebui să explice nu doar cum au apărut atât de repede galaxii uriașe după Big Bang, ci cum au reușit acestea să producă, pe lângă stelele lor strălucitoare, cantități atât de mari de stele mici și greu de observat.

---

Sursă: C. Cheng, M. Kriek, J. Leja, M. Slob et al., „Hidden mass in early galaxies revealed by bottom-heavy initial mass functions”, Universitatea Leiden, Penn State, publicat în Nature Astronomy