Astronomer med hjälp av James Webb Space Telescope har upptäckt att universums första galaxer var turbulenta och oordnade, långt ifrån de stabila strukturerna vi ser idag. Ledd av forskare från University of Cambridge undersökte studien över 250 galaxer från när universum var 800 miljoner till 1,5 miljarder år gammalt. Dessa fynd utmanar tidigare synpunkter och visar en övergång från kosmiskt kaos till ordnad bildning.
James Webb Space Telescope (JWST) har gett oöverträffade insikter i det tidiga universum och avslöjat att galaxer som bildades bara några hundra miljoner år efter Big Bang var mycket instabila och fyllda med gas-klumpar snarare än släta, roterande skivor som Vintergatan.
Ett team från University of Cambridge analyserade över 250 unga galaxer som existerade mellan 800 miljoner och 1,5 miljarder år efter Big Bang. Genom att spåra gasrörelserna fastställde de att de flesta var turbulenta och genomgick snabb stjärnbildning och sammanslagningar. Forskningen, publicerad i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, använde JWST:s NIRCam-instrument i grism-läge för att fånga svagt ljus från joniserat vätegas. Första författaren Lola Danhaive utvecklade mjukvara för att tolka dessa data tillsammans med andra JWST-undersökningar.
"Vi ser inte bara några spektakulära avvikelser – det här är första gången vi har kunnat titta på en hel population på en gång," sa Danhaive från Cambridge's Kavli Institute for Cosmology. "Vi fann stor variation: vissa galaxer börjar stabiliseras i ordnad rotation, men de flesta är fortfarande kaotiska med uppblåst gas som rör sig åt alla håll."
Medförfattaren Dr. Sandro Tacchella noterade: "Tidigare resultat antydde massiva, välordnade skivor som bildades mycket tidigt, vilket inte passade våra modeller. Men genom att titta på hundratals galaxer med lägre stjärnmassor istället för bara en eller två ser vi den större bilden, och den stämmer mycket bättre med teorin. Tidiga galaxer var mer turbulenta, mindre stabila och växte genom frekventa sammanslagningar och stjärnbildningsutbrott."
Studien överbryggar rejoniseringens epok och kosmisk mitt på dagen, toppen av stjärnbildning, och illustrerar hur kaotiska klumpar utvecklades till ordnade strukturer. Data kom från JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), stödd av Royal Society, Europeiska unionen och UK Research and Innovation. JWST är ett samarbete mellan NASA, ESA och Canadian Space Agency.
"Det här arbetet hjälper till att överbrygga gapet mellan rejoniseringens epok och den så kallade kosmiska mitt på dagen," tillade Danhaive. Framtida observationer av kall gas och stoft kommer att fördjupa förståelsen av dessa tidiga system.