Tähtitieteilijät yllättyivät — maailmankaikkeus piilotteli massiivista salaisuutta

Olen myöntävä: rakastan niitä hetkiä, kun avaruuslöydöt saavat tutkijat sanomaan "miten tämä on edes mahdollista".

Juuri näin käy nyt, kun uusi tutkimus on julkaistu Nature Astronomy -lehdessä. Ja voin sanoa suoraan: tämä on yksi niitä juttuja, jotka pyörinnyttävät päätä.

Kaupungin todellinen koko paljastui

Kuvittele tilanne: katsot yötaivasta ja näet valtavan galaksin — yhden alkuvaiheen suurista, alle 1,5 miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen syntyneistä. Teet laskelmasi, arvioit tähtien määrän ja olet melko varma luvuistasi.

Paitsi että olet täysin pielessä.

Käytännössä tämä on juuri se, mitä James Webb -avaruusteleskoopilla (JWST) työskentelevät tähtitieteilijät kokivat. He tutkivat yhdeksää muinaista, massiivista galaksia, jotka olivat jo miljardeja vuosia sitten lopettaneet uusien tähtien muodostamisen. Kun dataa alettiin kaivertaa syvemmältä, löytyi jotain, joka oli ollut aivan silmiemme edessä: piilossa oleva pienten, himmeiden tähtien populaatio, joka oli aiemmille havainnoille täysin näkymätön.

Ei vain muutamaa piilossa olevaa tähteä, vaan huomattavasti enemmän massaa kiinni näissä himmeissä pikkutähdissä.

Kuin salaisia huoneita pilvenpiirtäjässä

Penn Staten ja Leidén yliopiston tutkijaryhmä tiivisti asian osuvasti. Tutkimuksen johtava kirjoittaja Chloe Cheng vertasi kirkkaita tähtiä pilvenpiirtäjiin kaupunkikuvassa — ne ovat mahdottomia ohittaa, ne loistavat ja dominoivat maisemaa.

"Mutta asia on tämä," hän selitti. "Niiden pilvenpiirtäjien välissä on valtavasti pienempiä rakennuksia, kerrostaloja, kaikenlaisia pieniä rakenteita, joita ei näe kaukaa. Tämä sama on tapahtunut näiden galaksien kohdalla."

Kirkkaat, massiiviset tähdet veivät kaiken huomion (ja valon), kun lukemattomat pienet tähdet lymyilivät niiden välissä täysin huomaamattomina. Kun tutkijat huomioivat nämä piilopopulaatiot, galaksit yhtäkkiä osoittautuivat jopa neljä kertaa massiivisemmiksi kuin aiemmat arviot olivat antaneet ymmärtää.

Penn Staten tohtori Joel Leja kiteytti: "Nämä galaksit ovat erilaisia... niissä on kolme tai neljä kertaa enemmän massaa kuin odotimme."

Ihan noin vain. Ei mitään ihmeellistä. (Epävarmaa naurua tähän kohtaan.)

Miksi tällä on väliä

Täällä asiat alkavat olla aidosti jännittäviä — ja vähän epämukavia astrofysiikalle.

Meillä on ollut malleja ja teorioita siitä, miten galaksit muodostuvat ja kehittyvät. Nämä mallit olettaivat, että tähtien muodostuminen tapahtui suhteellisen samankaltaisissa osuuksissa kaikkialla maailmankaikkeudessa. Pieniä tähtiä, suuria tähtiä — suhde oli kuulemma aika johdonmukainen.

Paitsi että JWST osoittaa toisin.

Siitä lähtien kun JWST aloitti havainnot, tähtitieteilijät ovat toistuvasti löytäneet yllättävän massiivisia ja kypsiä galakseja, jotka ovat olemassa paljon aiemmin kuin teoriamme ennustivat. Tämä uusi tutkimus lisää vain polttoainetta liekkeihin. Jos galakseissa kuten nämä oli huomattavasti enemmän tähtiä kuin tutkijat aiemmin arvioivat, meidän on ajateltava kokonaan uudelleen, miten nämä valtavat tähtimäärät voivat muodostua niin nopeasti kosmisessa historiassa.

Maailmankaikkeus oli ilmeisesti paljon tehokkaampi tähtikaupunkien rakentaja kuin koskaan kuvittelimme.

Yllättävä bonus: Lisää planeettoja?

Tässä kohtaa minä todella henkäisin ääneen: tämä löydös voi tarkoittaa, että varhaisessa maailmankaikkeudessa oli enemmän planeettoja kuin arvasimme.

Miksi? Koska pienet, vähämassaiset tähdet sisältävät tyypillisesti planeettajärjestelmiä. Paljon niitä. Joten jos näitä himmeitä pikkutähtiä oli alkumaailmankaikkeudessa liikkeellä enemmän kuin tajusimme... laskelma on helppo.

Leidenin observatorion professori Mariska Kriek, joka johti tutkimusta, totesi että tällä tuloksella on seurauksia monilla astronomian osa-alueilla. "Koska monet planeetat kiertävät pienimassaisia tähtiä, tämä voi jopa viitata siihen, että varhaisessa maailmankaikkeudessa muodostui enemmän planeettoja kuin aiemmin oletimme."

Kuvittele: ei vain piilotettuja tähtiä, vaan mahdollisesti piilotettuja maailmoja. Miljardeja vuosia sitten galakseissa, jotka luulimme ymmärtävämme.

Mitä seuraavaksi?

Tutkimusryhmä kutsuu tätä tärkeäksi edistysaskeleeksi, mutta myöntää samalla, kuinka paljon työtä on vielä edessä. "Vielä hiljattain tällaiset mittaukset olivat yksinkertaisesti mahdottomia," sanoi Martje Slob, Leidén yliopiston tohtoriopiskelija ja tutkimuksen toinen kirjoittaja. Tarvittiin paitsi tehokas teleskooppi, myös poikkeukselliset spektrit ja uusia analyysimenetelmiä, jotta näiden himmeiden, vähämassaa olevien tähtien hienovaraiset allekirjoitukset saatiin havaittua kosmisten jättiläisten sisältä.

Nyt kun tiedämme näiden piilopopulaatioiden olevan olemassa, tähtitieteilijöiden täytyy päivittää mallejaan. Galaksienmuodostusteoriat joutuvat ottamaan huomioon sen, miten maailmankaikkeus ilmeisesti sullomi niin monta tähteä näin varhaisiin rakenteisiin.

Ja henkilökohtaisesti? Olen tämänlaatuisten kosmisten yllätysten kannalla. Aina kun rakennamme parempia välineitä ja katsomme syvemmälle avaruuteen, huomaamme että maailmankaikkeus on oudompi, ihmeellisempi ja yllättävämpi kuin koskaan arvasimme.

Varhainen maailmankaikkeus ei ollut vain massiivisempi kuin ajattelimme — se ilmeisesti piilotteli todellista kokoaan meiltä kaikilta.