Ny forskning kastar ljus över tidig galaxbildning

Credit: NASA, ESA and S. Beckwith (STScI) and the HUDF team
Credit: NASA, ESA and S. Beckwith (STScI) and the HUDF team

Forskare har utvecklat en ny datorsimulering av det tidiga universum som stämmer väl överens med de observationer som gjorts av James Webb Space Telescope (JWST).

De första observationerna med JWST antydde att något kan vara fel i vår förståelse av den tidiga galaxbildningen. De första galaxerna som studerades av JWST verkade vara ljusare och mer massiva än de teoretiska förväntningarna.

Resultaten, som publicerats i The Open Journal of Astrophysics, av forskare vid Maynooth University, Irland, med medarbetare från USA-baserade Georgia Institute of Technology, visar att observationer gjorda av JWST inte motsäger teoretiska förväntningar. De så kallade ”renässanssimuleringarna” som användes av teamet är en serie mycket sofistikerade datorsimuleringar av galaxbildning i det tidiga universum.

I simuleringarna kan man urskilja mycket små klumpar av mörk materia och följa dessa klumpar när de koagulerar och byggs upp som halos av mörk materia som sedan hyser de typer av galaxer som vi observerar. Simuleringarna kan också modellera bildandet av de allra första stjärnorna som bildas i vårt universum – Population III-stjärnor – som förväntas vara mycket mer massiva och ljusstarkare än dagens stjärnor.

De simuleringar som MU-teamet använde visade att dessa galaxer överensstämmer med de modeller som dikterar fysiken i de kosmologiska simuleringarna.

Huvudförfattaren Joe M. McCaffrey, doktorand vid Maynooths Department of Theoretical Physics, säger om resultaten: ”Vi har visat att dessa simuleringar är avgörande för att förstå vårt ursprung i universum. I framtiden hoppas vi kunna använda samma simuleringar för att undersöka tillväxten av massiva svarta hål i det tidiga universum.”

Dr. John Regan, biträdande professor vid Maynooths avdelning för teoretisk fysik, kommenterar forskningen och forskargruppens framtida inriktning: ”JWST har revolutionerat vår förståelse av det tidiga universum. Med hjälp av dess otroliga kraft kan vi nu få en glimt av universum som det såg ut bara några hundra miljoner år efter Big Bang – en tid då universum var mindre än 1% av sin nuvarande ålder.

”Vad JWST visar oss är att det unga universum var fullt av massiv stjärnbildning och en växande population av massiva svarta hål. Nästa steg blir att använda dessa observationer för att vägleda våra teoretiska modeller – något som fram till helt nyligen helt enkelt var omöjligt.”

Ytterligare information: Joe McCaffrey et al, No Tension: JWST Galaxies at z>10 Consistent with Cosmological Simulations, The Open Journal of Astrophysics (2023). DOI: 10.21105/astro.2304.13755

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.