Er James Webb-rumteleskopet ved at finde den fjerneste, ældste, yngste eller første galakse? En astronom forklarer

Vi har nu set de første data fra James Webb-rumteleskopet. Den har observeret atmosfærerne fra fjerne planeter, grupper af nærliggende galakser, galakselys bøjet af uset mørkt stof og skyer af gas og støv i stjerneskoler.

Vi har også set overskrifter, der hævder, at Webb har fundet "de ældste galakser, vi nogensinde har set", men hvad betyder det?

Jeg er en professionel astronom, der studerer gamle galakser, og selv synes jeg det er lidt forvirrende.

Ser langt, ser tilbage

Et af de vigtigste videnskabelige mål for Webb er at kigge tilbage i tiden og observere det tidlige univers. Webb kan gøre dette, fordi det, som alle teleskoper, er en tidsmaskine.

Lys rejser med 300.000 kilometer i sekundet, så når vi ser på månen, ser vi den, som den var for et sekund siden. Da planeterne i vores solsystem er millioner eller milliarder af kilometer væk, ser vi dem, som de var for minutter eller timer siden.

Når vi går endnu længere, når vi ser på fjerne galakser med teleskoper, ser vi ofte på lys, der har taget millioner eller milliarder af år at nå os. Det betyder, at vi ser disse galakser, som de så for millioner eller milliarder af år siden.

Hvad har James Webb set?

James Webb-rumteleskopet er i stand til at se fjernere galakser end andre teleskoper, inklusive Hubble-rumteleskopet.

Mine fremragende sommerelever @sophmjewell og @claraluciep har lavet dette smukke farvebillede af vores rødforskydningsgalakse 16.7 fra @cdonnanastros nye papir. Denne galakse er 35 milliarder lysår væk, observeret som den var blot 235 millioner år efter Big Bang @NASAWebb @BBCAmos pic.twitter.com/JD1DCkLgUS

— Adam Carnall (@ACCarnall) 26. juli 2022

Ligesom Hubble er den over Jordens glødende og turbulente atmosfære. Men hvor Hubble har et 2,3 meter spejl til fokusering af lys, har Webb et stort spejl på 6,5 meter dannet af 18 sekskantede segmenter. Endelig er Webb optimeret til at detektere infrarødt lys, hvilket er det, vi observerer fra de fjerneste galakser, da udvidelsen af ​​universet har strakt ultraviolet og infrarødt lys ind i det infrarøde.

Blandt de første data opnået af Webb var infrarøde billeder, der kiggede mod en galaksehob kaldet SMACS 0723.

Lyset fra SMACS 0723 har taget 4,6 milliarder år at nå os, så vi ser det, som det var for 4,6 milliarder år siden. Det er lidt ældre end solen og Jorden, som kun blev dannet for 4,56 milliarder år siden.

I de seneste uger har galakser langt ud over SMACS 0723 fået opmærksomhed. Webb har opdaget en række galakser i retning af SMACS 0723 og andre områder, der kunne være så fjernt, at deres lys har taget 13,5 milliarder år at nå os.

Jeg siger "kunne", fordi der vil være behov for flere data for absolut at bekræfte deres afstande, men nogle af disse galakser er meget overbevisende kandidater (andre mindre).

Da lyset har taget 13,5 milliarder år at nå os, ser vi disse galakser, som de var for 13,5 milliarder år siden. Selve universet er 13,8 milliarder år gammelt, så vi kan se galakser, som de var blot et par hundrede millioner år efter Big Bang.

Ung, gammel eller tidlig?

Selvom disse meget fjerne galakser er blevet annonceret som de "ældste galakser", synes jeg det er lidt forvirrende. Vi ser faktisk disse galakser, som de så ud, da de var meget unge, måske hundrede millioner år gamle eller deromkring.

Det er rigtigt, at disse galakser vil være gamle nu, men vores egen Mælkevejsgalakse er også meget gammel nu. Mens vores sol er 4,56 milliarder år gammel, er mange stjerner i vores galakse 10 milliarder år gamle, og nogle stjerner i Mælkevejen er 13 milliarder år gamle.

Desuden vil de meget fjerne galakser, Webb har set, se meget anderledes ud i dag. Galakser vokser ved at tilegne sig gas og mørkt stof, danne nye stjerner og smelte sammen med andre galakser.

En lille galakse, der kraftigt dannede stjerner kort efter Big Bang, kan være endt med at blive frøet til en galakse, der i dag er meget massiv og holdt op med at danne stjerner for længe siden. Den lille galakse og dens gamle stjerner kunne også have endt med at være blot en del af en større galakse, der er dannet relativt for nylig ved at flette galakser sammen.

En rekord sat til at falde

Så skal vi kalde disse fjerneste galakser unge eller gamle? Måske heller ikke.

James Webb ser den tidligste galakser, der endnu er observeret – nogle af de første galakser, der blev dannet kort efter Big Bang.

Jeg har smidt et sidste forbehold - "endnu observeret." Webb har kun lige begyndt sin mission, og aktuelle analyser er baseret på data indsamlet over timer.

Med dages data vil Webb skubbe sit syn ud til svagere og længere objekter og se endnu fjernere galakser. Rekorden for den fjerneste og dermed tidligst observerede galakse vil formentlig vælte et par gange, inden året er omme. + Udforsk yderligere

NASA afslører Webb-teleskopets første kosmiske mål

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.