W 1926 roku słynny astronom Edwin Hubble opracował morfologiczną klasyfikację galaktyk. Ta metoda podzieliła galaktyki na trzy podstawowe grupy - eliptyczną, spiralną i soczewkową. Od tego czasu astronomowie poświęcili dużo czasu i wysiłku, aby dowiedzieć się, w jaki sposób galaktyki ewoluują przez kilka miliardów lat i dlaczego przyjmują dokładnie takie kształty, jakie ostatecznie przybierają.
Jedną z najpopularniejszych i najbardziej rozpowszechnionych hipotez w tym względzie jest ta, która wyjaśnia zmianę kształtu galaktyk w wyniku ich połączenia, gdy bardziej zwarte gromady gwiazd utrzymywane przez wzajemną grawitację łączą się ze sobą, tworząc w ten sposób kształt i ostateczny wygląd galaktyk w czasie. Jednak według nowych badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowców, na kształt i rozmiar galaktyk może w rzeczywistości wpływać pojawienie się nowych gwiazd w ich centralnych regionach.
Badanie było prowadzone przez doktora Ken-Ichi Tadaki we współpracy z Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Aby uzyskać pełniejszy obraz galaktycznej metamorfozy, naukowcy przeprowadzili serię obserwacji bardzo odległych galaktyk.
Diagram ewolucji galaktyk
W badaniu wykorzystano wiele teleskopów, za pomocą których astronomowie obserwowali 25 galaktyk znajdujących się około 11 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Z tej odległości naukowcy faktycznie obserwowali galaktyki, gdy wyglądały dokładnie tak, jak 11 miliardów lat temu, czyli około 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu. Czas ten uważany jest przez astronomów za okres szczytowej aktywności formowania się galaktyk we Wszechświecie, kiedy powstała większość galaktyk.
„Uważano, że masywne galaktyki eliptyczne powstały w wyniku zderzeń dysków galaktycznych. Nie jesteśmy jednak pewni, czy takie zdarzenie międzygalaktyczne miało kiedykolwiek wpływ na wszystkie galaktyki eliptyczne. Uważamy, że istnieje alternatywa”- powiedział Tadaki w komunikacie prasowym opublikowanym na stronie internetowej Japońskiego Obserwatorium Astronomicznego.
Uchwycenie subtelnego światła tych odległych galaktyk okazało się trudnym zadaniem, wymagającym od naukowców użycia dwóch teleskopów naziemnych i jednego kosmicznego. Najpierw użyli 8,2-metrowego teleskopu Subaru na Hawajach do poszukiwania 25 galaktyk. Następnie obserwowali wykryte obiekty za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i naziemnej sieci wielkiej anteny fal milimetrowych Atacama (ALMA) zlokalizowanej w Chile.
Hubble uchwycił światło galaktyk, aby określić ich kształt (który mieli 11 miliardów lat temu). Korzystając z ALMA, naukowcy zbadali fale submilimetrowe emitowane przez zimne chmury pyłu i gazu, miejsce narodzin nowych gwiazd. Porównując wyniki obu obserwacji, astronomowie byli w stanie przedstawić szczegółowy obraz tego, jak te galaktyki wyglądały 11 miliardów lat temu, kiedy ich kształt wciąż się zmieniał.
Film promocyjny:
Obserwowanie galaktyki oddalonej o 11 miliardów lat świetlnych
To, co odkryli naukowcy, okazało się bardzo odkrywcze. Obrazy z Hubble'a wskazywały, że wczesne galaktyki były zdominowane przez komponent dysku, a nie przez środkowy słupek, do którego przywykliśmy kojarzyć galaktyki spiralne i soczewkowe. Jednocześnie obrazy ALMA pokazały, że w pobliżu centrum tych galaktyk mogą znajdować się masywne zbiorniki gazu i pyłu, wewnątrz których zachodzi bardzo aktywne formowanie się gwiazd.
Aby wykluczyć możliwość, że tak intensywne formowanie się gwiazd może być spowodowane łączeniem się galaktyk, naukowcy wykorzystali do weryfikacji dane z Bardzo Dużego Teleskopu ESO, znajdującego się w Obserwatorium Paranal w Chile.
„Mamy tutaj mocne dowody na to, że gęste jądra galaktyk mogą powstawać bez zderzeń galaktyk. Mogą powstawać z powodu bardzo aktywnego formowania się gwiazd w samym sercu galaktyki”- mówi Tadaki.
Wyniki tego badania mogą zmusić astronomów do ponownego przemyślenia obecnych modeli i teorii ewolucji galaktyki, a także aspektów, takich jak sposób, w jaki galaktyki tworzą bariery i ramiona spiralne. Eksploracja może również doprowadzić do rewizji kosmologicznych modeli ewolucji, nie wspominając o historii naszej własnej galaktyki.
Kto wie, może to również zmusi astronomów do ponownego przemyślenia swoich przewidywań, co może się stać, gdy nasza Droga Mleczna i Andromeda zderzą się za kilka miliardów lat. Im więcej i głębiej naukowcy spoglądają w kosmos, tym więcej zaskakuje. I za każdym razem, gdy obserwowane obserwacje nie odpowiadają naszym oczekiwaniom, zmusza to naukowców do rewizji przyjętych hipotez dotyczących ewolucji Wszechświata.
Nikolay Khizhnyak