Astronomer var overbevist om, at det tidlige univers var et mørkt sted, og at det tog lang tid for galakserne at opstå efter Big Bang. Men den største og dybeste nye kort over universet, der strækker sig 13,5 milliarder år tilbage takket være observationer fra James Webb-teleskopet, har netop gjort denne idé til skamme.
Du kan udforske det selv. Det hedder COSMOS-Web , og det er ikke bare en mosaik af billeder. Det er en detaljeret katalog over næsten 800.000 galakser, der dækker 98 % af hele universets historie i en bestemt region af himlen, takket være Webb-observatoriets ekstraordinære følsomhed.
Dette enorme panorama er resultatet af mere end 255 timers observationer fra NASA, ESA og CSA’s rumteleskop, der er rettet mod et område med meget få stjerner eller gasskyer, der blokerer udsigten til de fjerne hjørner af kosmos. Resultatet er det største sammenhængende billede, som Webb har taget til dato, med mere end 10.000 individuelle eksponeringer.
Sammenligninger er uhyggelige. En måde at forstå omfanget af dette kort på er at sammenligne det med det berømte Hubble Ultra Deep Field, det mest detaljerede billede af universet i synligt lys. Hvis vi havde en udskrevet kopi af Hubble Ultra Deep Field på et stykke papir, ville COSMOS-Web være en freskomaleri på næsten 4 x 4 meter med samme dybde.
Webb-teleskopet observerer bølger, der adskiller sig fra Hubble-bølgerne – det nær- og melleminfra-infrarøde område – men dets instrumenter er så følsomme, at de kan se disse 800.000 galakser 13,5 milliarder år væk på et område svarende til tre fulde måner på nattehimlen.
For meget lys, for tidligt. Den største overraskelse ved disse billeder er ikke deres dybde, som Webb skulle have fanget, men det, de afslører om det tidlige univers. Astronomer mente, at der i de første 500 millioner år af universets eksistens næsten ikke ville være nogen galakser – de var utroligt sjældne – men der er cirka 10 gange flere galakser end forventet.
»Siden James Webb-teleskopet blev tændt, har vi spekuleret på, om dets data bryder med den kosmologiske model,« indrømmer Caitlin Casey, projektleder for COSMOS-Web. »Det tidlige univers havde kun omkring 400 millioner år til at danne milliarder af stjerner med solens masse. Vi ved simpelthen ikke, hvordan det kunne ske.«
Danmarks rolle og åben videnskab. Denne monumentale indsats ville have været umulig uden global samarbejde. Og her spiller Danmark sin rolle gennem Institut for Astrofysik på De Kanariske Øer (IAC), som har anvendt neurale netværk til morfologisk klassificering af mere end en halv million galakser i kataloget, hvilket er en vigtig opgave for at forstå deres udvikling.
Men COSMOS-Web ville ikke have været muligt uden en omhyggelig toårig proces. COSMOS’ eget samarbejdsteam har arbejdet utrætteligt for at behandle de ubearbejdede data, justere mere end 10.000 individuelle billeder og rette uventede teleskopartefakter. Takket være denne indsats kan nu alle udforske kortet og gøre deres egne opdagelser.
COSMOS-Web vil fortsætte med at udvides med nye spektroskopiske observationer til analyse af den indre kemi i de mest interessante galakser. De vigtigste mål er »reioniseringens æra« (da lyset fra de første stjerner spredte den kosmiske tåge), evolutionen af massive galakser og hvordan mørk materie forholder sig til synlig materie.
