Chcąc obserwować bardzo wczesne etapy historii wszechświata, naukowcy zmuszeni są zaglądać w najdalsze jego zakątki. Takie zadanie wymaga korzystania z najlepszych, największych teleskopów kosmicznych, jakie akurat znajdują się na podorędziu. Spoglądając na pierwsze galaktyki musimy nie tylko dysponować jak największym zwierciadłem i mocą zbierania światła, ale też musimy uwzględnić przesunięcie ku czerwieni. Światło widzialne wyemitowane przez pierwsze galaktyki, lecące przez kilkanaście miliardów lat przez przestrzeń kosmiczną ulegało rozciągnięciu i przesunięciu z zakresu widzialnego w zakres podczerwieni. Stąd i nawet potężna moc zbierania światła, jaką dysponował Kosmiczny Teleskop Hubble’a nie była wystarczająca, bowiem mógł on obserwować promieniowanie jedynie w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni. Dopiero Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba miał dostarczyć możliwości obserwowania pierwszych obiektów we wszechświecie, których światło dociera do nas obecnie w zakresie średniej i dalekiej podczerwieni.
Czytaj także: Naukowcy znaleźli wspaniałą gromadę galaktyk. Tylko galaktyki gdzieś zniknęły
Gromady galaktyk w trakcie powstawania
Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba astronomowie byli w stanie dostrzec siedem związanych ze sobą grawitacyjnie młodych galaktyk oddalonych od nas o tyle, że widzimy je takimi, jakie były 650 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Szczegółowe obserwacje spektroskopowe pozwoliły ustalić prędkości każdej z tych galaktyk i potwierdzić, że są one ze sobą związane grawitacyjnie, i stanowią przyczynek do stworzenia jednej z pierwszych gromad galaktyk, która potencjalnie do dnia dzisiejszego mogłaby rozrosnąć się zarówno pod względem rozmiarów, jak i masy do rozmiarów obserwowanej obecnie Gromady Warkocza Bereniki (Gromada Coma) składającej się z tysięcy różnych galaktyk.
Jak piszą w najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku Astrophysical Journal Letters jego autorzy, teleskop Jamesa Webba pozwolił precyzyjnie zmierzyć prędkości wszystkich siedmiu galaktyk i ustalić, że wszystkie one znajdują się w jednym wspólnym halo ciemnej materii, w którym poruszają się z prędkościami rzędu tysiąca kilometrów na sekundę. Wprowadzenie wszystkich uzyskanych danych do symulacji pozwoliło stworzyć model ewolucji powstającej w ten sposób młodej gromady galaktyk i sprawdzenie jak mogła się ona rozrosnąć do dnia dzisiejszego. Wszystko wskazuje na to, że to, co obserwujemy obecnie jako grupę siedmiu galaktyk uwikłanych w grawitacyjnym tańcu mogło być jedynie preludium do powstania jednej z najmasywniejszych gromad galaktyk we wszechświecie. Dzisiaj owa gromada może składać się z kilku tysięcy galaktyk.
Naukowcy skorzystali ze szkła powiększającego
Tak daleko nie dałoby się zajrzeć nawet przy pomocy Jamesa Webba, gdyby nie fakt, że między owymi siedmioma galaktykami a nami nie znajdowała się niezwykle masywna gromada galaktyk znana jako Abell 2744 albo Gromada Pandora. Jest to amalgamat czterech różnych gromad galaktyk, które połączyły się ze sobą setki milionów lat temu. Potężna masa Abell 2744 sprawiła, że owa gromada podziałała jak szkło powiększające, dzięki któremu galaktyki znajdujące się daleko za nią widoczne są dla nas (i dla Jamesa Webba) jako jaśniejsze, niż gdyby tej soczewki grawitacyjnej nie było.
Czytaj także: Hubble ujawnia najstarsze galaktyki wszechświata
Naukowcy wskazują, że to wciąż dopiero początek badania wczesnego wszechświata. Kiedy w 2027 roku w przestrzeń kosmiczną poleci Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman takich protogromad galaktyk będziemy mogli znajdować znacznie więcej. Wystarczy tutaj wspomnieć, że w zakresie podczerwonym pole widzenia tego teleskopu będzie 200 razy większe od pola widzenia Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. James Webb będzie już wtedy czekał gotowy do przyjrzenia się potencjalnym kandydatkom na pierwsze protogromady we wszechświecie.