Obserwacje najstarszych galaktyk we Wszechświecie pomogły naukowcom odkryć, że „martwe” galaktyki, niezdolne do samodzielnego tworzenia nowych gwiazd, istniały niemal od samego początku czasu - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie Nature.
„Około połowa największych galaktyk we Wszechświecie wyczerpała swoje rezerwy„ gwiezdnych materiałów budowlanych”już 9 miliardów lat temu. Uważano, że przyczyną tego były supermocne wybuchy gwiazdotwórcze spowodowane zderzeniem galaktyk. Ku naszemu zdziwieniu te „martwe” galaktyki są spiralne, a nie eliptyczne, co zaprzecza tej teorii”- pisze Sune Toft z Instytutu Nielsa Bohra w Kopenhadze w Danii i jego współpracownicy.
Okrutny wszechświat
W centrum Drogi Mlecznej i prawie wszystkich jej „kuzynów” znajduje się supermasywna czarna dziura, niewidocznie „prowadząca” procesy krążenia materii w całej galaktyce. Astronomowie od dawna uważają, że aktywacja takich czarnych dziur prowadzi do stopniowej dewastacji galaktyki i ustania procesów formowania się gwiazd w wyniku nagrzewania się czarnej dziury i wyrzucania poza galaktykę zimnych chmur pyłu i wodoru.
Te obłoki gazu powoli się ochładzają i stopniowo otaczają galaktyki gigantycznym kokonem rozżarzonej plazmy, co zapobiega przemieszczaniu się strumieni zimnego gazu z ośrodka międzygalaktycznego. W wyniku takich procesów, według dzisiejszych naukowców, około połowa galaktyk w obserwowalnym Wszechświecie to „żywe ciała” - tak naprawdę nie rodzą się w nich nowe gwiazdy. Inni astronomowie uważają, że przyczyną „śmierci” galaktyk są ich zderzenia ze sobą, które prowadzą do nagłych wybuchów formowania się gwiazd i „wypalenia” wszystkich rezerw gazu obojętnego.
Toft i jego koledzy odkryli, że ani czarne dziury, ani kolizje z sąsiadami nie są przyczyną ich śmierci, po otrzymaniu pierwszych zdjęć centralnych obszarów najstarszych galaktyk, które widzimy w stanie, w którym znajdowały się 10,6 miliarda lat temu.
Fotografie te zostały wykonane przez naukowców podczas badania jednej z najmniejszych i najbardziej niewidocznych galaktyk we wczesnym Wszechświecie, MACS2129-1, której światło zostało wzmocnione przez grawitację dużej gromady galaktyk MACS2129, znajdującej się na linii między Ziemią a MACS2129-1. Aby to zaobserwować, astronomowie użyli obserwatorium orbitalnego Hubble'a i instrumentu XSHOOTER zainstalowanego na naziemnym teleskopie VLT, aby uzyskać obrazy pojedynczych galaktyk.
Film promocyjny:
Cykl śmierci
Na pierwszy rzut oka niczym się nie różniło od typowych „martwych” galaktyk eliptycznych, które można zobaczyć w pobliżu Drogi Mlecznej - gwiazdy w niej właściwie nie uformowały się, a ona sama została pomalowana na czerwono, kolor długowiecznych czerwonych karłów i starszych gwiazd, które prawie się wyczerpały zapasy „paliwa” termojądrowego.
Z drugiej strony, gdy naukowcy zaczęli badać jego widmo, zauważyli coś niezwykłego - okazało się, że MACS2129-1 nie jest kulisty, ale płaski, podobny do typowego „naleśnika” Drogi Mlecznej i innych galaktyk spiralnych.
To odkrycie było prawdziwym zaskoczeniem dla astronomów, ponieważ możliwość wyblaknięcia galaktyki spiralnej w tak młodym wszechświecie po prostu nie była wcześniej rozważana. Naukowcy uważali, że „śmierć z obżarstwa”, jak nazywa ten proces rosyjsko-niemiecki astronom Aleksiej Finogenow, jest charakterystyczna tylko dla galaktyk eliptycznych, które powstały w wyniku zderzenia dwóch dużych galaktyk innego typu.
Co mogło spowodować „śmierć” galaktyki? Naukowcy uważają, że ciemna materia, której gromady otaczają obrzeża wszystkich galaktyk, mogła mieć udział w jej śmierci. Mógłby zmusić „zwykłą” materię, która wypływa z ośrodka międzygalaktycznego, do przyspieszenia jej ruchu i podgrzania, co pozbawiło galaktykę dostępu do świeżych „materiałów budulcowych” i doprowadziło do całkowitego zaprzestania formowania się gwiazd.
Idea ta nie jest również do końca zgodna ze współczesnymi poglądami na temat ewolucji galaktyk - dziś astronomowie uważają, że galaktyki zaczynają umierać „od wewnątrz”, a nie „od zewnątrz”, jak sugerują Toft i jego współpracownicy. Ponadto nie jest jasne, w jaki sposób MACS2129-1 i jego „kuzyni” przekształcili się w nowoczesne „martwe” galaktyki eliptyczne. Naukowcy planują znaleźć odpowiedź na oba te pytania, obserwując inne starożytne galaktyki w poszukiwaniu analogów MACS2129-1.