Podpis: Renderowanie przez artystę galaktyki BX442 i towarzyszącej jej galaktyki karłowatej (lewy górny róg). Źródło: Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics / Joe Bergeron
Starożytne światło gwiazd podróżujące przez 10,7 miliarda lat przyniosło niespodziankę - dowód na istnienie galaktyki spiralnej na długo przed powstaniem innych galaktyk spiralnych.
„Wracając do wczesnego wszechświata, galaktyki wyglądają naprawdę dziwnie, zlepione i nieregularne, a nie symetryczne” - powiedziała Alice Shapley, profesor fizyki i astronomii UCLA, współautorka badań opublikowanych w dzisiejszym czasopiśmie Nature . „Zdecydowana większość starych galaktyk wygląda jak wraki pociągów. Naszą pierwszą myślą było, dlaczego ta jest tak inna i taka piękna? ”
Galaktyki mają dziś różnorodne kształty i rozmiary. Niektóre, takie jak nasza Droga Mleczna, obracają dyski gwiazd i gazu zwane galaktykami spiralnymi. Inne galaktyki, zwane galaktykami eliptycznymi, przypominają gigantyczne kule starszych czerwonawych gwiazd poruszające się w losowych kierunkach. Następnie istnieje wiele mniejszych galaktyk o nieregularnych kształtach połączonych grawitacją, ale pozbawionych jakiejkolwiek widocznej struktury. Wielka, zróżnicowana populacja tego typu nieregularnych galaktyk zdominowała wczesny Wszechświat, mówi Shapely.
Światło z tej niesamowicie odległej galaktyki spiralnej, podróżujące z prędkością prawie sześciu bilionów mil rocznie, dotarło na Ziemię 10,7 miliarda lat; zaledwie 3 miliardy lat po stworzeniu Wszechświata podczas wydarzenia o nazwie Wielki Wybuch.
Według komunikatu prasowego UCLA astronomowie wykorzystali bystre oczy Teleskopu Kosmicznego Hubble'a do szpiegowania 300 bardzo odległych galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Naukowcy pierwotnie sądzili, że ich galaktyka, jedna z najbardziej masywnych w ich badaniach o niesławnej nazwie BX442, była iluzją, być może dwie galaktyki nałożone na siebie.
„Fakt, że ta galaktyka istnieje, jest zdumiewający” - powiedział David Law, główny autor badania i stypendysta habilitacyjny Dunlap Institute na Uniwersytecie w Toronto Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics. „Obecna mądrość utrzymuje, że takie galaktyki spiralne„ wielkiego projektu ”po prostu nie istniały w tak wczesnym czasie w historii wszechświata.” Galaktyka „wielkiego projektu” ma wydatne, dobrze uformowane ramiona spiralne.
Aby lepiej zrozumieć ich wizerunek, astronomowie wykorzystali unikalny, najnowocześniejszy przyrząd zwany spektrografem OSIRIS w W.M. Obserwatorium Keck na szczycie uśpionego wulkanu Mauna Kea na Hawajach. Instrument, zbudowany przez profesora UCLA Jamesa Larkina, pozwolił im badać światło z około 3600 lokalizacji w okolicach BX442. Widma te dały im wskazówki, których potrzebowali, aby pokazać, że rzeczywiście patrzą na jedną, obracającą się galaktykę spiralną.
Chociaż galaktyki spiralne są obfite w całym kosmosie, nie zawsze tak było. Galaktyki spiralne we wczesnym Wszechświecie były rzadkie z powodu częstych interakcji. „BX442 wygląda jak pobliska galaktyka, ale we wczesnym wszechświecie galaktyki zderzały się ze sobą znacznie częściej”, mówi Shapely. „Gaz padał z ośrodka międzygalaktycznego i zasilał gwiazdy, które powstawały w znacznie szybszym tempie niż obecnie; czarne dziury rosły również znacznie szybciej. The Space Magazine jest nudny w porównaniu do tego wczesnego okresu. ”
Foremna i Law sądzą, że grawitacyjne przeciąganie liny między towarzyszem galaktyki karłowatej a BX442 może być odpowiedzialne za jej futurystyczny wygląd. Towarzysz pojawia się na ich obrazie jako mała kropelka. Symulacje komputerowe przeprowadzone przez Charlotte Christensen, doktorantkę na uniwersytecie w Arizonie i współautorkę artykułu, potwierdzają ten pomysł. W końcu BX442 i mniejsza galaktyka prawdopodobnie się połączą.
Shapley powiedział, że BX442 stanowi połączenie między wczesnymi galaktykami, które są znacznie bardziej turbulentne, a wirującymi galaktykami spiralnymi, które widzimy wokół nas. „Rzeczywiście, ta galaktyka może podkreślać znaczenie interakcji fuzji w każdej kosmicznej epoce w tworzeniu wielkiej spiralnej konstrukcji” - powiedziała.
Dodała, że badanie BX442 może pomóc astronomom zrozumieć, w jaki sposób galaktyki spiralne takie jak Droga Mleczna.
Podpis 2: Złożony obraz HST / Keck w fałszywym kolorze galaktyki BX442. Źródło: David Law / Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics
