To absolutny rekord. Ta galaktyka urosła do potężnych rozmiarów i zaczęła się starzeć, gdy wszechświat dopiero powstawał

Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) zidentyfikowali najodleglejszą i najwcześniejszą znaną masywną „martwą” galaktykę, podważając naszą dotychczasową wiedzę na temat formowania się galaktyk we wczesnym wszechświecie. Galaktyka o nazwie RUBIES-UDS-QG-z7 wyróżnia się nie tylko niezwykłym wiekiem, ale także faktem, że przestała formować gwiazdy zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu — w epoce, w której wszechświat był jeszcze w powijakach.

Galaktyki, w których ustały już procesy gwiazdotwórcze, określane są jako „uśpione” lub „wygaszone”. Obiekty tego typu są często określane jako „czerwone i martwe” ze względu na brak młodych, gorących, niebieskich gwiazd i dominację starszych, chłodniejszych czerwonych gwiazd. Na obrazach JWST takie galaktyki często pojawiają się jako małe, czerwone i stosunkowo ciemne obiekty.

RUBIES-UDS-QG-z7 wyróżnia się swoją masą i nietypową ewolucją. Naukowcy szacują, że była w stanie rozrosnąć się ona do masy rzędu 15 miliardów mas Słońca, a następnie zahamować proces powstawania nowych gwiazd i wszystko to wydarzyło się w ciągu pierwszych sześciuset milionów lat istnienia wszechświata. Jej wykrycie sugeruje, że masywne galaktyki mogłyby przestać rosnąć znacznie wcześniej, niż dotychczas zakładano.

Czytaj także: Galaktyki we wczesnym wszechświecie wcale nie były takie masywne. James Webb rozwiązuje zagadkę

Odkrycie to kwestionuje obecne modele ewolucji galaktyk. Symulacje do tej pory przewidziały tylko niewielką liczbę takich galaktyk w tym momencie historii kosmosu — mniej niż jeden procent tego, co obecnie oznacza istnienie RUBIES-UDS-QG-z7. Wychodzi zatem na to, że naukowcy będą musieli zrewidować swoje założenia dotyczące mechanizmów kontrolujących początek i koniec procesów gwiazdotwórczych w młodych galaktykach wczesnego wszechświata.

Chociaż takie uśpione galaktyki są powszechne we wszechświecie lokalnym, ich obecność w tak wczesnym wszechświecie jest czymś niespodziewanym. Zazwyczaj im dalej zaglądamy w przestrzeń — a tym samym cofamy się w czasie – tym bardziej spodziewamy się znaleźć galaktyki w aktywnych stadiach formowania się gwiazd. Przed tym odkryciem najwcześniejsze znane masywne, uśpione galaktyki obserwowaliśmy 1,2 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. RUBIES-UDS-QG-z7 przesuwa granicę o kolejne 500 milionów lat wstecz.

Masa i historia formowania się galaktyki sugerują, że przeszła ona okres niezwykle wydajnego i szybkiego formowania się gwiazd. Jej zwarta struktura wskazuje, że duże ilości gazu i pyłu prawdopodobnie zapadały się w mały obszar, napędzając intensywne narodziny gwiazd w stosunkowo krótkim czasie. Szczególnie niezwykłe jest to, że ta aktywność ustała 50 do 100 milionów lat przed momentem, w którym ją teraz obserwujemy, podczas gdy większość galaktyk z tej samej ery nadal aktywnie formowała gwiazdy.

Co ciekawe, chociaż RUBIES-UDS-QG-z7 przypomina inne obiekty znane jako Małe Czerwone Kropki, brakuje jej cech aktywnych jąder galaktycznych (AGN), które często dominują w świetle emitowanym przez tak zwarte, wczesne galaktyki. Potwierdza to, że światło widziane z RUBIES-UDS-QG-z7 pochodzi wyłącznie z gwiazd, a nie z energii uwalnianej przez materię opadającą do supermasywnej czarnej dziury.

Czytaj także: Wczesny wszechświat jest zaskakujący. Tysiące galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej

Aktualnie naukowcy szacują, że galaktyki tego typu stanowią prawdziwą rzadkość, tj. zaledwie jedna galaktyka na milion jest tak nietypowa. Są to jednak tylko wstępne szacunki wyciągnięte z małego obszaru nieba. Wraz z dalszymi badaniami nieba za pomocą JWST, będziemy widzieli coraz więcej galaktyk, i będziemy w stanie ustalić, czy tak nietypowe masywne i już uśpione galaktyki stanowią jeszcze większą rzadkość, czy jednak są czymś normalnym.

Dodatkowe informacje może dostarczyć nam także obserwatorium Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile. Badając galaktykę na dłuższych falach, ALMA będzie w stanie ustalić ilość gazu i pyłu, która wcześniej znajdowała się w galaktyce, potencjalnie pomagając wyjaśnić, co doprowadziło do ustania procesów gwiazdotwórczych.

Odkrycie RUBIES-UDS-QG-z7 podkreśla potencjał teleskopu JWST i jego potencjał do zmiany naszego pojmowania tego, jak galaktyki żyły — i umierały — na początku czasu.

Artykuł To absolutny rekord. Ta galaktyka urosła do potężnych rozmiarów i zaczęła się starzeć, gdy wszechświat dopiero powstawał pochodzi z serwisu PULS KOSMOSU.