Korábban két, az Ősrobbanás után kevesebb mint 150 millió évvel létezett korai galaxisnak vélt objektumról kiderült, hogy valójában a saját galaxisunkban található barna törpékről van szó.
A felfedezést a James Webb-űrtávcsővel (James Webb Space Telescope, JWST) tették, és az igen ősi galaxisok létezése nem kis fejfájást okozott a csillagászoknak. Hiszen meg kellett magyarázni, hogy miképpen alakulhattak ki már az Univerzum történetének nagyon korai időszakában. Számos ötlet látott napvilágot arról, hogyan jöhettek létre ezek a különleges galaxisok sokkal gyorsabban, mint ahogy azt az eddigi elméletek megjósolták. Ahogy sok más tudományos rejtélynek, úgy ennek is egyszerű lett a megoldása: valami tévedés történt, a megfigyeléseket nem jól értelmezték. Az újabb adatok arra utalnak, hogy ezek a „galaxisok” valójában nagyon hideg barna törpék lehetnek kozmikus szomszédságunkban, vagyis a saját galaxisunkban. A barna törpék amolyan „félresikerült” csillagok, amelyek tömege nagyobb ugyan az óriásbolygókénál, de nem elég nagy ahhoz, hogy bennük beinduljon a hidrogén atommagok fúziója és így a csillagokéhoz hasonló energiatermelés.
A 2021-ben indított JWST 2022-es üzembe állása óta a csillagászok, miközben visszatekintetek a közel 14 milliárd éves Világegyetem régmúltjába, meglepetésükre a szokatlanul sok, nagy teljesítménnyel sugárzó galaxist fedeztek fel. Ezek már akkor léteztek, amikor az Univerzum mindössze alig félmilliárd éves volt. Az ilyen galaxisok távolságát a színképvonalaik vöröseltolódása alapján határozzák meg. Ez valójában az elektromágneses sugárzás hullámhosszának megnyúlása a táguló Univerzumban: minél nagyobb a vöröseltolódás, annál távolabbról érkezik hozzánk a sugárzás. Csakhogy színképet felvenni ilyen távoli és ezért rendkívül halványnak látszó objektumokról nagy kihívás, ezért a nagy galaxisfelmérések előszeretettel használnak egy hozzávetőleges módszert, az úgynevezett fotometriai vöröseltolódás-becslést. Ezt nevezhetnénk akár a „szegény ember spektroszkópiájának” is. A hullámhossz tekintetében jó felbontású színképek helyett néhány szélesebb tartományt lefedő színszűrőben mért fényességek alapján próbálják megbecsülni a vöröseltolódást. Ez az esetek többségében egészen jól sikerül is, tehát célszerűen hasznosítható statisztikai célokra, nagy számú galaxisból álló mintákra. Egy-egy konkrét objektum esetén azonban előfordulhat, hogy nagyot téved.
A barna törpék épp olyan objektumok, amelyek gyakran megtréfálják a nagyon nagy vöröseltolódású kvazárokra vadászó csillagászokat. A távolabbi galaxisok „kiesnek” egy adott hullámhossznál rövidebb színszűrőkkel készített felvételekből, mivel a közéjük és a megfigyelő közé eső hidrogénatomok a hosszú útja során elnyelik az összes fényt abban a tartományban. Távolságuktól függően a galaxisok különböző hullámhosszak alatt tűnnek el: a viszonylag közeliek az ultraibolya tartományban, míg a sokkal távolabbiak az infravörösben. Sajnos a megtévesztésig ugyanezt tudják produkálni a közeli barna törpék is. Így az igazán óvatos csillagászok ilyen esetekben nem is hisznek kizárólag a fotometriai vöröseltolódásnak. Így tett a Maruša Bradač (Ljubljanai Egyetem, Szlovénia) vezette kutatócsoport is, amely egyrészt újra megfigyelte a két gyanús objektumot a Lövedék-halmaz irányában, másrészt igazi színképet is felvett róluk. Az erről beszámoló tanulmányuk egyelőre még szakmai elbírálás alatt van, ha minden jól megy, az Astrophysical Journal Letters című folyóiratban fog megjelenni.
Az utánkövetés meg is hozta az eredményét. A JWST újabb képein egyrészt a két égitest látszólagos elmozdulását detektálták, amit csak közeli előtérobjektumoktól várnánk, a „világ végéről” idelátszó galaxisoktól semmiképp sem. A spektrumokat elemezve pedig a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a távoli galaxisoknak hitt objektumok valójában barna törpék. Ezek nagyjából 1000–1300 fényévnyire vannak tőlünk, jóval a Tejútrendszeren belül. Bár hasonló távolságokban találhatók, eltérő mozgásuk és fényességük arra utal, hogy fizikailag nincsenek egymással kapcsolatban, csak véletlenül látszanak közel azonos irányban.
Ezek a barna törpék azért tudták hatékonyan távoli galaxisoknak álcázni magukat, mert nagyon szokatlanok. A színképeik elemzése kimutatta, hogy felszíni hőmérsékletük kb. 350, illetve 410 kelvin (vagyis közel 80, illetve 140 °C). Ezzel az eddig ismert leghidegebb barna törpék közé tartoznak. A barna törpék nem képesek folyamatosan saját energiát termelni magfúzió révén, mint a csillagok, ezért az idő előrehaladtával fokozatosan lehűlnek. Ez a két objektum a jelek szerint meglehetősen öreg.
Úgy tűnik, a hideg törpék gyakrabban utánozhatják a rendkívül távoli objektumok színeit és fényességét, mint azt korábban gondolták. Ezért mindig indokolt lehet az óvatosság más, fotometriailag azonosított nagyon ősi galaxisok esetében is.
Kapcsolódó link:
Webb Telescope Reveals Brown Dwarfs Masquerading as Early Galaxies (Sky & Telescope)
