Większość wczesnych galaktyk, które astronomowie byli w stanie obserwować, jest niewielka z niewielką do umiarkowanej wielkością produkcji gwiazd. Ale teraz Obserwatorium Kosmiczne Herschela odkryło ogromną, wypełnioną pyłem galaktykę, która wyrzuca gwiazdy w niewiarygodnym tempie, a wszystko to miało miejsce w czasach, gdy kosmos miał zaledwie 880 milionów lat. Galaktyka jest mniej więcej tak masywna jak nasza Droga Mleczna, ale produkuje gwiazdy z prędkością 2000 razy większą, co skłoniło badaczy do nazwania jej galaktyką „maksymalnej wybuchu gwiazdy”.
Astronomowie zaangażowani w jego odkrycie twierdzą, że samo jego istnienie stanowi wyzwanie dla naszych teorii ewolucji galaktyk.
„Oczekuje się, że masywne, intensywne galaktyki gwiazdowe pojawią się dopiero w późniejszych kosmicznych czasach” - mówi Dominik Riechers, obecnie profesor nadzwyczajny w Cornell. „Jednak odkryliśmy ten kolosalny wybuch gwiazdy zaledwie 880 milionów lat po Wielkim Wybuchu, kiedy wszechświat miał nieco ponad 6 procent swojego obecnego wieku. Riechers jest pierwszym autorem artykułu opisującego odkrycia w czasopiśmie Nature z 18 kwietnia.
Myśl o wczesnej galaktyce i formowaniu się gwiazd była taka, że pierwsze galaktyki, które się utworzyły, były stosunkowo małe i lekkie, zawierające zaledwie kilka miliardów mas Słońca. Tworzą swoje pierwsze gwiazdy z częstotliwością kilka razy, której doświadczała Droga Mleczna, a galaktyki powiększałyby się, łącząc się z innymi małymi galaktykami. Teoretycznie galaktyki tak masywne jak nowo odkryta galaktyka - o nazwie HFLS3 - nie powinny być obecne tak szybko po Wielkim Wybuchu.
HFLS3 pojawia się jako niewiele więcej niż słaba, czerwona plama na obrazach z wielopoziomowej ankiety pozagalaktycznej Herschel (HerMES).
Ekstremalna odległość do HFLS3 oznacza, że jego światło podróżowało w przestrzeni kosmicznej przez prawie 13 miliardów lat, zanim do nas dotarło. Widzimy zatem, że istniał w dziecięcym Wszechświecie, zaledwie 880 milionów lat po Wielkim Wybuchu lub w 6,5% obecnego wieku Wszechświata.
Nawet w tym młodym wieku HFLS3 był już zbliżony do masy Drogi Mlecznej, z masą około 140 miliardów razy większą niż Słońce w postaci gwiazd i materiału gwiazdotwórczego. Po kolejnych 13 miliardach lat powinna była urosnąć do rozmiarów najbardziej masywnych galaktyk znanych we wszechświecie lokalnym.
„Poszukiwanie pierwszych przykładów tych ogromnych fabryk gwiazd jest jak szukanie igły w stogu siana; zestaw danych Herschel jest niezwykle bogaty ”- powiedział Riechers.
Herschel wykrył dziesiątki tysięcy masywnych galaktyk gwiazdotwórczych w ramach HerMES, a przeszukanie ich w poszukiwaniu najciekawszych jest wyzwaniem.
„Ta szczególna galaktyka przyciągnęła naszą uwagę, ponieważ była jasna, a jednak bardzo czerwona w porównaniu z innymi podobnymi”, powiedział badacz Dave Clements z Imperial College London.
Chociaż odkrycie tej pojedynczej galaktyki nie wystarczy, by obalić obecne teorie powstawania galaktyk, znalezienie większej liczby galaktyk takich jak ta mogłoby podważyć te teorie, twierdzą astronomowie. Riechers mówi, że przynajmniej teorie będą musiały zostać zmodyfikowane, aby wyjaśnić, jak powstała ta galaktyka.
„Ta galaktyka jest tylko jednym spektakularnym przykładem, ale mówi nam, że niezwykle energiczne formowanie się gwiazd było możliwe na początku wszechświata”, mówi Jamie Bock, profesor fizyki z Caltech i współautorka artykułu.
Przeczytaj artykuł zespołu: Masywna galaktyka o maksymalnej masie gwiazdowej zasłonięta pyłem przy przesunięciu ku czerwieni o 6,34
Źródła: ESA, JPL, Caltech
