Díky nedávným vylepšením kosmických a pozemních dalekohledů dokázali astronomové sáhnout hlouběji do vesmíru než kdykoli předtím. Když se podíváme na miliardy let zpět v čase, jsme schopni otestovat naše teorie o historii galaktického formování a vývoje. Studium velmi raného vesmíru je bohužel náročným úkolem, který je nad možnosti našich současných nástrojů.
Ale kombinací síly Hubbleova kosmického dalekohledu s technikou známou jako gravitační čočky vytvořil tým astronomů první objev kompaktní galaxie, která přestala vytvářet hvězdy jen pár miliard let po Velkém třesku. Objev takové galaxie existující tak brzy ve vesmíru je bezprecedentní a představuje velkou výzvu pro teorie, jak se masivní galaxie tvoří a vyvíjejí.
Jejich nálezy byly hlášeny ve studii s názvem „Masivní mrtvá disková galaxie v raném vesmíru“, která se objevila v čísle časopisu 22. června Příroda.Jak je uvedeno ve studii, tým spoléhal na data z Hubble, která kombinovali s gravitačním objektivem - kde masivní shluk galaxií zvětšuje a protahuje obrazy vzdálenějších galaxií za nimi - aby studoval vzdálenou galaxii známou jako MACS 2129-1.
To, co našli, bylo naprosto neočekávané. S ohledem na věk galaxie - datovaný pouhé tři miliardy let po Velkém třesku - očekávali, že uvidí chaotickou kouli hvězd, která se formovala díky sloučení raných galaxií. Místo toho si všimli, že galaxie, která byla ve tvaru disku (jako Mléčná dráha), byla skutečně mrtvá - což znamená, že v ní již formace hvězd skončila.
To bylo překvapení, protože astronomové neočekávali, že se tak brzy ve vesmíru setkají. Navíc byl poprvé získán přímý důkaz, který ukazuje, jak se alespoň některé z nejčasnějších „mrtvých“ galaxií ve vesmíru vyvinuly z diskovitých objektů a staly se obrovskými eliptickými galaxiemi, které pravidelně vidíme v časopisu Space Magazine .
Jak vysvětlil Sune Toft - výzkumník z Dark Cosmology Center v institutu Niels Bohr a hlavní autor studie, může to nutit přehodnotit, jak se galaxie vyvinuly v časném vesmíru:
"Tento nový náhled nás může donutit přehodnotit celý kosmologický kontext toho, jak galaxie brzy vyhoří a vyvinou se v lokální eliptické galaxie. Možná jsme byli slepí k tomu, že brzké" mrtvé "galaxie by ve skutečnosti mohly být disky, jednoduše protože jsme nebyli schopni je vyřešit. “
V předchozích studiích se předpokládalo, že vzdálené mrtvé galaxie byly ve struktuře podobné místním eliptickým galaxiím, do kterých se nakonec vyvinuly. Před touto studií nebylo možné tuto hypotézu potvrdit, protože současné nástroje nejsou dostatečně výkonné, aby viděly tak daleko do vesmíru. Kombinací síly gravitačních čoček a Hubbleova vysokého rozlišení však Toft a jeho tým dokázali jasně vidět tuto mrtvou galaxii.
Kombinováním měření rychlosti rotace z velmi velkého dalekohledu ESO (VLT) s archivními daty z průzkumu Cluster Lensing And Supernova s Hubbleem (CLASH) dokázali určit velikost galaxie, hmotnost a věk i její (zaniklý) ) rychlost tvorby hvězd. Nakonec zjistili, že vzdálená galaxie je třikrát hmotnější než Mléčná dráha, i když pouze poloviční velikost, a točí se více než dvakrát rychleji.
Proč tato galaxie přestala tvořit hvězdy, je stále neznámý a bude vyžadovat následná šetření s využitím sofistikovanějších nástrojů. Mezitím ale existují některé možné teorie. Například by to mohl být výsledek aktivního galaktického jádra, kde supermasivní černá díra ve středu MACS 2129-1 inhibovala tvorbu hvězd zahříváním plynu galaxie a vytlačením z galaxie.
Nebo to může být důsledek toho, že studený plyn proudí do středu galaxie, kde byl rychle zahříván a stlačen, což mu brání v ochlazování a vytváření mraků vytvářejících hvězdy. Ale pokud jde o to, jak tyto typy časných, mrtvých galaxií mohly vést k eliptickým galaxiím, které dnes vidíme, Toft a jeho kolegové si myslí, že zná odpověď. Jak vysvětlil, mohlo to být prostřednictvím fúzí:
"Pokud tyto galaxie rostou sloučením s malými společníky a tito drobní společníci přicházejí na galaxii ve velkém počtu a ze všech druhů různých úhlů, nakonec by to náhodně obešlo oběžné dráhy hvězd v galaxiích." Můžete si také představit velké fúze. To by rozhodně také zničilo uspořádaný pohyb hvězd. “
V nejbližších letech společnost Toft a jeho tým doufají, že využijí James Webb Telescope (který bude spuštěn v roce 2018) k hledání více brzy mrtvých galaxií, v naději, že to může vrhnout světlo na nevyřešené otázky, které tento objev vyvolává. A se schopností sondy hlouběji do vesmíru astronomové předpokládají, že o ranném vesmíru bude odhaleno mnohem více.
