Egy friss kutatás szerint rábukkantunk a legtávolabbi és legősibb spirálgalaxisra, amelyet valaha is felfedeztünk. Külön érdekesség, hogy ezt az egy galaxist rögtön három égi pozícióban sikerült megtalálni.
Hogyan lehetséges egy távoli galaxisról olyan jó felbontású képet alkotni, melyen még a spirálkarjai is kivehetőek, és miért három helyen látható egyszerre? Most is a gravitációslencse-jelenség jött a kutatók segítségére, mely előző cikkünk megírását is lehetővé tette. Az előtér galaxisok térbeli helyzete olyan konfigurációt alkotott, ami felnagyítva három égi pozícióban képezte le ugyanannak a galaxisnak a fényét. Ez nem csak a megfigyelt célpontról hordoz információt, hanem a galaxis és a közöttünk lévő Abell 1689 halmazról is nagyon sokat árul el.
A spirálgalaxisok lapos és szabályos alakú csillagvárosok, közepükön egy központi dudornak nevezett maggal, amelyből a koronggal megegyező síkban két nagyobb anyagsűrűségű feltekeredő kar indul ki. Nagyjából pár tíz vagy pár száz milliárd csillag alkotja. Tömegük nagy részét azonban nem a csillagok, és még csak nem is a csillagközi anyag (gáz- és porfelhők) adják, hanem az ún. sötét anyag. Ha „kivennénk” egy spirálgalaxisból a tömegének sötét anyagos részét, akkor nem is maradhatna fent, ugyanis a gravitációja nem lenne elégséges ahhoz, hogy kötött rendszert alkosson.
A jelenlegi galaxisfejlődési modellünk szerint a spirálgalaxisok is a sötét anyag összesűrűsödései mentén jöttek létre, méghozzá kisebb, irreguláris galaxisok összeolvadásából. Azonban ehhez a folyamathoz időre van szükség, és nem egészen tisztázott, hogy mikor jöhettek létre a legelső ilyen struktúrák.
A Hubble-űrtávcsővel felfedezett A1689B11 névre keresztelt galaxist z~2,54-es vöröseltolódással detektálták, ami azt jelenti, hogy ez a struktúra nagyon hamar, az ősrobbanás után kb. 2,6 milliárd évvel már létezett, azaz mintegy 11,2 milliárd éves. Ekkor azonban az Univerzum sem úgy nézett ki, mint manapság, kisebb-nagyobb irreguláris galaxisokkal, és hatalmas intergalaktikus felhőkkel volt tele. Azonban már 1 milliárd év elteltével a spirálgalaxisok igen gyakorivá váltak, és a „mai” Világegyetemben már a galaxisok nagyjából 70%-át alkotják.
„Ez csupán egy galaxis, akár egyedi eset is lehet. Ha már több ilyet is ismerünk eldönthetjük, hogy speciális-e, vagy már akkor is gyakoriak voltak.” – nyilatkozta Tiantian Yuan a cikk első szerzője, a melbourne-i Swinburne Műszaki Egyetem csillagásza. „Alaposan meg kell vizsgálnunk a korai Univerzumot ahhoz, hogy lássuk, megvannak-e a feltételek a spirálkarok létrejöttéhez.”
A spirálkarok kialakulása nem teljesen ismert folyamat, és ez a galaxis lehet a kulcsa a jelenség jobb megértésének. Az A1689B11 tulajdonságai arra utalnak, hogy nem kisebb galaxisok összeolvadása miatt keletkezett, hanem az ún. sűrűséghullám elméletet látszik alátámasztani. Ezen elmélet szerint a felhők/kisebb galaxisok összetömörödéséből a forgás hatására lapos, korong alakú galaxisok jönnek létre, melyekben az anyag sűrűsége csak radiális irányban változik (azaz nincsenek karok, a galaxis közepe a legsűrűbb, és kifelé haladva hígul a korong anyaga).
Egy ilyen korong stabil, azonban ha valamilyen perturbáció (például egy szupernóva robbanás) éri, lokálisan megnövekedhet a sűrűsége, mely mint egy öngerjesztő folyamat halad körbe a galaxis korongjában. Ennek az az oka, hogy a megnövekedett sűrűségű csillagközi anyagban lokálisan megemelkedik a csillagkeletkezési ráta, és rövid ideig élő nagy tömegű csillagok jönnek létre. Ezek nagyon hamar szupernóva-robbanásként fejezik be életüket, a robbanás hatására pedig egy kicsit távolabb ismét összetorlódik/összesűrűsödik a gázanyag. A folyamat lényegében körbefutja a galaxist, kialakítva két nagyobb anyagsűrűséggel rendelkező térrészt a galaxis korongjában, a spirálkarokat.
Az A1689B11-et csak a gravitációs lencsézettség miatt tudtuk megpillantani, és ennek köszönhető, hogy a spirálkarjait észrevettük, azonban az ilyen speciális eseteken kívül sajnos jelenleg nem sok lehetőségünk van a korai Univerzum vizsgálatára. Erre majd a következő években üzembe kerülő James Webb-űrtávcsővel nyílik lehetőségünk. A több mint 6 m-es tükörátmérőjű műszer segítségével sokkal halványabb objektumokat is megpillanthatunk, mint a HST-vel, és lencsézettség nélkül is elláthatunk az Univerzum széléig.
Forrás: astronomy.com
Szakcikk: megjelenés alatt, arxiv.org
