Hubble löysi kuolleen galaksin, jonka tähtien tekeminen valmistui vain muutama miljardi vuotta alkuräjähdyksen jälkeen
Avaruudessa ja maassa sijaitsevien teleskooppien viimeaikaisten parannusten ansiosta tähtitieteilijät ovat voineet tutkia maailmankaikkeutta syvemmälle kuin koskaan ennen. Katsomalla miljardeja vuosia ajassa taaksepäin, voimme testata teorioitamme galaktisten muodostumisen ja evoluution historiasta. Valitettavasti hyvin varhaisen universumin tutkiminen on pelottava tehtävä, ja se on nykyisten välineidemme kykyjen ulkopuolella.
Mutta yhdistämällä voiman Hubble-avaruusteleskooppi tekniikalla, joka tunnetaan nimellä gravitaatiolinssi, tähtitieteilijöiden ryhmä teki ensimmäisen löydön a kompakti galaksi, joka lopetti tähtien tekemisen vain muutama miljardi vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Tällaisen galaksin löytäminen maailmankaikkeudessa niin aikaisin on ennennäkemätön ja se on suuri haaste massiivisten galaksien muodostumista ja kehitystä koskeville teorioille.
Heidän löydöksensä raportoitiin tutkimuksessa, jonka otsikko on ' Massiivinen, kuollut levygalaksi varhaisessa universumissa ', joka ilmestyi lehden 22. kesäkuuta ilmestyneessä numerossaLuonto.Kuten tutkimuksessa todetaan, ryhmä luotti Hubblen tietoihin, jotka he yhdistivät gravitaatiolinssin kanssa – jossa massiivinen galaksijoukko suurentaa ja venyttää kuvia kauempana olevista galakseista – tutkiakseen kaukaista galaksia, joka tunnetaan nimellä MACS 2129-1.
Kuva Galaxy Cluster MACS J2129-0741:stä osana CLASHia. Luotto: hubblesite.org
Se, mitä he löysivät, oli täysin odottamatonta. Ottaen huomioon galaksin iän – vain kolme miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen – he odottivat näkevänsä kaoottisen tähtipallon, joka muodostui varhaisten galaksien sulautumisesta johtuen. Sen sijaan he huomasivat, että galaksi, joka oli kiekon muotoinen (kuten Linnunrata), oli käytännössä kuollut - eli tähtien muodostuminen oli jo päättynyt siinä.
Tämä oli yllätys, koska tähtitieteilijät eivät odottaneet näkevänsä tätä niin aikaisin universumissa. Lisäksi se oli ensimmäinen kerta, kun on saatu suoria todisteita siitä, kuinka ainakin osa maailmankaikkeuden varhaisimmista 'kuolleista' galakseista kehittyi kiekon muotoisista esineistä jättimäisiksi elliptisiksi galakseiksi, joita näemme säännöllisesti universumissa nykyään. .
Kuten Sune Toft – tutkija Dark Cosmology Center osoitteessa Niels Bohr -instituutti ja tutkimuksen johtava kirjoittaja - selitti , tämä saattaa pakottaa pohtimaan uudelleen, miten galaksit kehittyivät varhaisessa universumissa:
'Tämä uusi näkemys saattaa pakottaa meidät ajattelemaan uudelleen koko kosmologista kontekstia siitä, kuinka galaksit palavat loppuun varhaisessa vaiheessa ja kehittyvät paikallisiksi ellipsin muotoisiksi galakseiksi. Ehkä olemme olleet sokeita sille tosiasialle, että varhaiset 'kuollut' galaksit voivat itse asiassa olla kiekkoja. koska emme ole kyenneet ratkaisemaan niitä.'
Aiemmissa tutkimuksissa oletettiin, että kaukaiset kuolleet galaksit olivat rakenteeltaan samanlaisia kuin paikalliset elliptiset galaksit, joiksi ne lopulta kehittyivät. Ennen tätä tutkimusta tämän hypoteesin vahvistaminen ei ollut mahdollista, koska nykyiset instrumentit eivät ole tarpeeksi tehokkaita näkemään niin kauas avaruuteen. Mutta yhdistämällä gravitaatiolinssin voiman Hubblen korkeaan resoluutioon, Toft ja hänen tiiminsä pystyivät näkemään tämän kuolleen galaksin selvästi.
Galaxy Cluster MACS J2129-0741 ja objektiivi Galaxy MACS2129 - Luotto: hubblesite.org
Yhdistämällä ESO:n pyörimisnopeusmittaukset Erittäin suuri teleskooppi (VLT) arkistoiduilla tiedoilla Cluster Lensing and Supernova -tutkimus Hubblen kanssa (CLASH), he pystyivät määrittämään galaksin koon, massan ja iän sekä sen (poistunut) tähtien muodostumisnopeuden. Lopulta he havaitsivat, että kaukainen galaksi on kolme kertaa niin massiivinen kuin Linnunrata, vaikkakin vain puolet sen koosta, ja pyörii yli kaksi kertaa nopeammin.
Miksi tämä galaksi lakkasi muodostamasta tähtiä, on edelleen tuntematon, ja se vaatii seurantatutkimuksia kehittyneemmillä välineillä. Mutta sillä välin on olemassa joitain mahdollisia teorioita. Se voi olla esimerkiksi seurausta aktiivisesta galaktisesta ytimestä, jossa MACS 2129-1:n keskellä oleva supermassiivinen musta aukko esti tähtien muodostumista kuumentamalla galaksin kaasua ja karkottamalla sen galaksista.
Tai se voi johtua kylmän kaasun virtauksesta galaksin keskustaan, jossa se kuumennettiin ja puristui nopeasti, mikä esti sitä jäähtymästä ja muodostamasta tähtiä muodostavia pilviä. Mutta kun kyse on siitä, kuinka tämän tyyppiset varhaiset, kuolleet galaksit ovat saattaneet johtaa elliptisiin galaksiin, joita näemme nykyään, Toft ja hänen kollegansa luulevat tietävänsä vastauksen. Kuten hän selitti , se voi tapahtua fuusioiden kautta:
'Jos nämä galaksit kasvavat sulautumalla pienten kumppaneiden kanssa ja näitä pieniä kumppaneita tulee galaksiin suuria määriä ja kaikenlaisista eri kulmista, tämä satunnaistaisi lopulta tähtien kiertoradat galakseissa. Voit myös kuvitella suuria fuusioita. Tämä tuhoaisi ehdottomasti myös tähtien järjestetyn liikkeen.'
Tulevina vuosina Toft ja hänen tiiminsä toivovat voivansa hyödyntää James Webb -teleskooppi (joka käynnistyy vuonna 2018) etsimään lisää varhain kuolleita galakseja siinä toivossa, että se voisi valaista tämän löydön herättämiä ratkaisemattomia kysymyksiä. Ja koska tähtitieteilijät pystyvät tutkimaan syvemmälle avaruuteen, he odottavat, että varhaisesta universumista paljastetaan paljon enemmän.
Lisälukemista: Hubblesite , Luonto