Tänu kosmose- ja maapealsete teleskoopide hiljutistele täiustustele on astronoomid suutnud sondeerida universumisse sügavamale kui kunagi varem. Vaadates miljardeid aastaid tagasi ajas, suudame testida oma teooriaid galaktiliste tekke- ja evolutsiooniajaloo kohta. Kahjuks on väga varase universumi uurimine hirmutav ülesanne ja see ületab meie praeguste instrumentide võimalusi.
Kuid ühendades Hubble'i kosmoseteleskoobi jõu gravitatsiooniläätsedena tuntud tehnikaga, tegi astronoomide meeskond esimese avastuse kompaktsest galaktikast, mis lõpetas tähtede moodustamise vaid mõni miljard aastat pärast Suurt Pauku. Universumis nii varakult eksisteeriva galaktika avastamine on enneolematu ja kujutab endast suurt väljakutset teooriatele, kuidas massiivsed galaktikad tekivad ja arenevad.
Nende avastustest teatati uurimuses pealkirjaga “Massiivne, surnud kettaga galaktika varajases universumis”, mis ilmus ajakirja 22. juuni numbris Loodus.Nagu uuringus näidatud, tugines meeskond MACS 2129-1 tuntud kauge galaktika uurimiseks Hubble'i andmetele, mida nad kombineerisid gravitatsioonilise läätsega - kus tohutu galaktikate klaster suurendab ja sirutab kaugemal asuvate galaktikate pilte neist kaugemale -.
See, mis nad leidsid, oli täiesti ootamatu. Arvestades galaktika vanust - see oli vaid kolm miljardit aastat pärast Suurt Pauku - eeldasid nad, et nad näevad kaootilist tähtede palli, mis moodustasid varase galaktikate ühinemise tõttu. Selle asemel märkasid nad, et kettakujuline (nagu Linnutee) galaktika oli tegelikult surnud - see tähendas, et tähtede moodustumine oli selles juba lakanud.
See oli üllatus, nähes, kuidas astronoomid ei lootnud seda nii vara universumis näha. Veelgi enam, see oli esimene kord, kui saadi otseseid tõendeid, mis näitavad, kuidas vähemalt mõned universumi kõige varasemad “surnud” galaktikad arenesid kettakujulistest objektidest hiiglaslikeks elliptilisteks galaktikateks, mida me regulaarselt kosmoseajakirjas näeme. .
Nagu Siel Toft - Niels Bohri Instituudi tumeda kosmoloogia keskuse teadur ja uuringu juhtiv autor - selgitas, võib see sundida ümber mõtlema, kuidas galaktikad varases universumis arenesid:
"See uus arusaam võib sundida meid läbi mõtlema kogu kosmoloogilise konteksti, kuidas galaktikad varakult põlevad läbi ja arenevad kohalikuks elliptilise kujuga galaktikaks. Võib-olla oleme olnud pime fakti ees, et varakult" surnud "galaktikad võivad tegelikult olla kettad, lihtsalt sest me pole suutnud neid lahendada. ”
Varasemates uuringutes eeldati, et kaugete surnud galaktikate struktuur sarnaneb kohalike elliptiliste galaktikatega, millest nad lõpuks arenesid. Enne seda uuringut ei olnud selle hüpoteesi kinnitamine võimalik, kuna praegused instrumendid pole piisavalt võimsad, et seda nii kaugele kosmosesse näha. Kuid ühendades gravitatsioonilise läätse jõudluse Hubble'i kõrge eraldusvõimega, suutsid Toft ja tema meeskond seda surnud galaktikat selgelt näha.
Kombineerides pöörlemiskiiruse mõõtmisi ESO väga suure teleskoobi (VLT) ja klastri objektiivi ning Supernova uuringu arhiiviandmetega Hubble'i (CLASH) abil, suutsid nad kindlaks teha galaktika suuruse, massi ja vanuse ning selle (mitteaktiivsed) ) tähtede moodustumise kiirus. Lõppkokkuvõttes leidsid nad, et kauge galaktika on kolm korda massiivsem kui Linnutee, ehkki ainult pool oma suurusest, ja keerleb enam kui kaks korda kiiremini.
Miks see galaktika tähtede moodustamise lõpetas, on siiani teadmata ja nõuab keerukamate instrumentide abil järelmeetmeid. Kuid vahepeal on mõned võimalikud teooriad. Näiteks võib see olla aktiivse galaktilise tuuma tagajärg, kus supermassiivne must auk MACS 2129-1 keskel takistas tähe moodustumist, kuumutades galaktika gaasi ja väljutades selle galaktikast.
Või võib see olla põhjustatud sellest, et külm gaas voolab galaktika keskmesse, kus seda kiiresti kuumutati ja kokkusuruti, vältides sellega selle jahutamist ja tähte moodustavate pilvede moodustumist. Kuid kui rääkida sellest, kuidas seda tüüpi varajased surnud galaktikad võisid viia täna nähtavate elliptiliste galaktikate juurde, arvavad Toft ja tema kolleegid, et nad teavad vastust. Nagu ta selgitas, võib see toimuda ühinemiste kaudu:
„Kui need galaktikad kasvavad väiksemate kaaslastega ühinemise teel ja neid väiksemaid kaaslasi tuleb galaktikasse suurel hulgal ja igasuguste erinevate nurkade alt, randomiseerib see lõpuks tähtede orbiidid galaktikates. Võite ette kujutada ka suuremaid ühinemisi. See hävitaks kindlasti ka tähtede tellitud liikumise. ”
Lähiaastatel loodavad Toft ja tema meeskond kasutada James Webbi teleskoopi (mis tuleb turule 2018. aastal), et otsida varasemaid surnud galaktikaid, lootuses, et see suudab valgustada lahendamata küsimusi, mida see avastus tekitab. Ja tänu võimele kosmosesse sügavamale sondeerida, loodavad astronoomid, et varase Universumi kohta paljastatakse veel palju muud.
