Благодарение на последните подобрения в космическите и наземните телескопи астрономите успяха да сондират по-дълбоко във Вселената от всякога. Поглеждайки милиарди години назад във времето, ние можем да тестваме нашите теории за историята на галактическото образуване и еволюция. За съжаление, изучаването на много ранната Вселена е трудна задача и тази, която е извън възможностите на нашите настоящи инструменти.
Но комбинирайки силата на космическия телескоп Хъбъл с техника, известна като гравитационно лещиране, екип от астрономи направи първото откритие на компактна галактика, която спря да прави звезди само няколко милиарда години след Големия взрив. Откриването на такава галактика, съществуваща толкова рано във Вселената, е безпрецедентно и представлява голямо предизвикателство към теориите за това как масивните галактики се формират и развиват.
Откритията им са докладвани в проучване, озаглавено „Масивна, мъртва дискова галактика в ранната Вселена“, което се появи в броя на 22 юни на списанието Nature.Както е посочено в изследването, екипът разчита на данни от Хъбъл, които те комбинираха с гравитационно обективиране - където масивен струпване на галактики увеличава и разтяга изображения на по-далечни галактики отвъд тях - за да изследва далечната галактика, известна като MACS 2129-1.
Това, което намериха, беше напълно неочаквано. Предвид възрастта на галактиката - датирана само на три милиарда години след Големия взрив - те очакваха да видят хаотично кълбо от звезди, които се образуват поради ранно сливане на галактики. Вместо това те забелязаха, че галактиката, която имаше формата на диск (подобно на Млечния път), беше ефективно мъртва - което означава, че образуването на звезди вече е преустановило вътре в нея.
Това беше изненада, тъй като астрономите не очакваха да видят това толкова рано във Вселената. Нещо повече, за първи път бяха получени директни доказателства, които показват как поне някои от най-ранните „мъртви“ галактики във Вселената са се развили от обекти, образуващи диск, да се превърнат в гигантските елиптични галактики, които редовно виждаме в сп. „Космос“ ,
Както обясни Слън Тофт - изследовател от Центъра за тъмна космология в института Нийлс Бор и водещият автор на изследването, това може да наложи преосмисляне на това как еволюираха галактиките в ранната Вселена:
„Това ново прозрение може да ни принуди да преосмислим целия космологичен контекст на това как галактиките изгарят рано и се развиват в локални елиптични галактики. Може би сме слепи за факта, че ранните„ мъртви “галактики всъщност могат да бъдат дискове, просто защото не успяхме да ги разрешим. "
В предишни проучвания се предполагаше, че далечните мъртви галактики са сходни по структура с локалните елиптични галактики, в които в крайна сметка се развиват. Преди това изследване потвърждаването на тази хипотеза не беше възможно, тъй като настоящите инструменти не са достатъчно мощни, за да се виждат толкова далеч в космоса. Но комбинирайки силата на гравитационните лещи с високата разделителна способност на Хъбъл, Тофт и неговият екип успяха да видят ясно тази мъртва галактика.
Комбинирайки измерванията на скоростта на въртене от много големия телескоп (VLT) на ESO с архивни данни от проучването на кластерния обектив и супернова с Хъбъл (CLASH), те успяха да определят размера на галактиката, масата и възрастта, както и нейната (несъществуваща) ) скорост на образуване на звезди. В крайна сметка те откриха, че отдалечената галактика е три пъти по-масивна от Млечния път, макар само с половината си размер и се върти повече от два пъти по-бързо.
Защо тази галактика спря да образува звезди, все още е неизвестно и ще изисква последващи проучвания с помощта на по-сложни инструменти. Междувременно има някои възможни теории. Например, това може да бъде резултат от активно галактическо ядро, при което свръхмасивна черна дупка в центъра на MACS 2129-1 инхибира образуването на звезди чрез нагряване на газа на галактиката и изхвърляне от галактиката.
Или може да е резултат от изтичането на студен газ в центъра на галактиката, където той бързо се нагрява и компресира, като по този начин му пречи да се охлажда и да образува звездообразуващи облаци. Но когато става въпрос за това как тези видове ранни, мъртви галактики биха могли да доведат до елиптичните галактики, които виждаме днес, Тофт и неговите колеги смятат, че знаят отговора. Както той обясни, това може да бъде чрез сливания:
„Ако тези галактики растат чрез сливане с малки спътници и тези малки спътници идват в голям брой и от всевъзможни различни ъгли към галактиката, това в крайна сметка би рандомизирало орбитите на звездите в галактиките. Можете също да си представите големи сливания. Това определено би унищожило и подреденото движение на звездите. “
В следващите години Тофт и неговият екип се надяват да се възползват от телескопа на Джеймс Уеб (който ще стартира през 2018 г.) за търсене на още ранни мъртви галактики с надеждата, че той може да хвърли светлина върху нерешените въпроси, които това открива. И с възможността да изследват по-дълбоко в космоса, астрономите предвиждат, че ще се разкрие много повече за ранната Вселена.
