Datorită îmbunătățirilor recente ale telescoapelor bazate pe spațiu și la sol, astronomii au reușit să sondeze mai profund în Univers ca niciodată. Analizând miliarde de ani înapoi în timp, suntem capabili să ne testăm teoriile despre istoria formării și evoluției galactice. Din păcate, studierea Universului foarte timpuriu este o sarcină descurajantă și una care depășește capacitățile instrumentelor noastre actuale.
Însă combinând puterea telescopului spațial Hubble cu o tehnică cunoscută sub denumirea de lentile gravitaționale, o echipă de astronomi a făcut prima descoperire a unei galaxii compacte care a încetat să facă stele la doar câteva miliarde de ani după Big Bang. Descoperirea unei astfel de galaxii existente atât de devreme în Univers este inedită și reprezintă o provocare majoră pentru teoriile modului în care se formează și evoluează masive galaxii.
Descoperirile lor au fost raportate într-un studiu intitulat „A Massive, Dead Disk Galaxy in the Early Univers”, apărut în numărul din 22 iunie al jurnalului Natură.După cum este indicat în studiu, echipa s-a bazat pe date de la Hubble pe care le-au combinat cu lentile gravitaționale - unde un grup masiv de galaxii mărește și întinde imagini ale galaxiilor mai îndepărtate dincolo de ele - pentru a studia galaxia îndepărtată cunoscută sub numele de MACS 2129-1.
Ceea ce au găsit a fost complet neașteptat. Având în vedere vârsta galaxiei - datată la doar trei miliarde de ani după Big Bang - se așteptau să vadă o bilă haotică de stele care se formau din cauza fuziunii timpurii a galaxiilor. În schimb, au observat că galaxia, care avea forma de disc (ca Calea Lactee), era efectiv moartă - ceea ce înseamnă că formarea stelelor încetase deja în ea.
Aceasta a fost o surpriză, văzând cum astronomii nu se așteptau să vadă acest lucru atât de devreme în Univers. Ba mai mult, a fost prima dată când s-au obținut dovezi directe care arată cum cel puțin unele dintre cele mai timpurii galaxii „moarte” din Univers au evoluat din obiecte în formă de disc pentru a deveni galaxii eliptice uriașe pe care le vedem în mod regulat în revista Space .
După cum a explicat Sune Toft - un cercetător al Dark Cosmology Center de la Institutul Niels Bohr și autorul principal al studiului, acest lucru poate forța o regândire a modului în care galaxiile au evoluat în Universul timpuriu:
„Această nouă perspectivă ne poate obliga să regândim întregul context cosmologic al modului în care galaxiile se ard de timpuriu și evoluează spre galaxii locale cu formă eliptică. Poate am fost orbi de faptul că galaxiile„ moarte ”timpurii ar putea fi de fapt discuri, pur și simplu pentru că nu am reușit să le rezolvăm. ”
În studiile anterioare, s-a presupus că galaxiile moarte îndepărtate erau similare ca structură cu galaxiile eliptice locale în care au evoluat în cele din urmă. Înainte de acest studiu, confirmarea acestei ipoteze nu era posibilă, deoarece instrumentele actuale nu sunt suficient de puternice pentru a vedea atât de departe în spațiu. Dar combinând puterea lentilelor gravitaționale cu rezoluția înaltă a lui Hubble, Toft și echipa sa au putut vedea clar această galaxie moartă.
Combinând măsurătorile de viteză de rotație de la Telescopul foarte mare al ESO (VLT) cu datele de arhivare din sondajul Cluster Lensing And Supernova cu Hubble (CLASH), acestea au putut determina dimensiunea galaxiei, a masei și a vârstei, precum și (defunctul acesteia). ) rata formării stelelor. În cele din urmă, ei au descoperit că galaxia de la distanță este de trei ori mai masivă decât Calea Lactee, deși are doar jumătate din dimensiunea ei și se învârte mai mult de două ori mai rapid.
De ce această galaxie a încetat să formeze stele este încă necunoscută și va necesita sondaje de urmărire folosind instrumente mai sofisticate. Între timp, există câteva teorii posibile. De exemplu, acesta ar putea fi rezultatul unui nucleu galactic activ, în care o gaură neagră supermasivă din centrul MACS 2129-1 a inhibat formarea de stele prin încălzirea gazului galaxiei și expulzarea acesteia din galaxie.
Sau poate fi rezultatul fluxului de gaze reci în centrul galaxiei, unde a fost încălzit și comprimat rapid, prevenind astfel răcirea și formarea unor nori formând stele. Dar când vine vorba despre modul în care aceste tipuri de galaxii timpurii, moarte, ar fi putut duce la galaxiile eliptice pe care le vedem astăzi, Toft și colegii săi cred că știu răspunsul. După cum a explicat, se poate face prin fuziuni:
„Dacă aceste galaxii cresc prin fuziunea cu tovarășii minori și acești însoțitori minori vin într-un număr mare și din tot felul de unghiuri diferite asupra galaxiei, acest lucru ar randomiza eventual orbitele stelelor din galaxii. Vă puteți imagina, de asemenea, fuziuni majore. Cu siguranță acest lucru ar distruge și mișcarea ordonată a stelelor. ”
În următorii ani, Toft și echipa sa speră să profite de Telescopul James Webb (care va fi lansat în 2018) pentru a căuta mai multe galaxii moarte timpurii, în speranța că poate arunca lumină asupra întrebărilor nerezolvate pe care le descoperă această descoperire. Și cu abilitatea de a sonda mai adânc în spațiu, astronomii anticipează că vor fi dezvăluite mult mai multe despre Universul timpuriu.
