Továbbra sem értjük, mi történt a galaxisokkal az ősrobbanás utáni első egymilliárd évben

9594

A vártnál jóval fejlettebbek lehettek a korai Univerzum galaxisai egy 118 galaxist felölelő Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) felmérés szerint. A legtöbb galaxis az Univerzum fejlődésének korai szakaszában jött létre. A mi galaxisunk például nagy valószínűséggel 13,6 milliárd évvel ezelőtt kezdett kialakulni – az Univerzum pedig a legújabb eredmények szerint 13,77 milliárd éves ( ± 40 millió év).

Az Ősrobbanás után körülbelül 1 – 1,5 milliárd évvel a legtöbb galaxis egy hirtelen növekedési szakaszon ment keresztül. Ekkortájt gyűjtötték be csillag, por és nehéz elemtömegük java részét, illetve formálódtak a spirálos szerkezetek, amit ma is látunk. Éppen ezért fontos ennek a korszaknak a tanulmányozása, ha a mienkhez hasonló galaxisok fejlődéséről szeretnénk többet megtudni. Az ALPINE (the ALMA Large Program to Investigate C+ at Early Times) felmérésben csillagászok nemzetközi csoportja 118, a korai Univerzumban ilyen gyors növekedési stádiumon átment galaxist tanulmányozott. Legnagyobb meglepetésükre pedig több is jóval fejlettebb volt, mint várták.

Fantáziarajz egy távoli, poros, forgó galaxisról. Az ALMA ALPINE felmérésében 118 olyan galaxist vizsgáltak meg, melyek a korai Univerzumban fejlődtek ki. (B. Saxton NRAO/AUI/NSF, ESO, NASA/STScI; NAOJ/Subaru)

Akkor nevezünk egy galaxist inkább fejlettnek, mint primordiálisnak (ős-eredetinek), amikor már jelentős mennyiségű port és nehéz elemeket (hidrogénnél vagy héliumnál nehezebb atomokat) tartalmaz. Andreas Faisst (IPAC, Caltech), az ALPINE egyik vezetőjének elmondása szerint nem számítottak ilyen mennyiségű porra és fémekre a távoli galaxisokban. Ezek jelenlegi tudásunk szerint csillagrobbanásokkor keletkeznek, a korai Univerzum galaxisaiban viszont nem volt még idő elegendő csillag kialakulásához.

Korábbi tanulmányok azt mutatták, hogy az ilyen korai galaxisok porban és fémekben szegények, a mostani eredmények szerint azonban körülbelül minden ötödik galaxis nagyon is poros; a bennük levő, újszülött csillagok ultraibolya sugárzásának jelentős részét már elnyeli a por. Sok vizsgált galaxist azért is tekintenek relatíve fejlettnek, mert változatos struktúrákat mutattak, többek között a korong első jeleit is (később ebből alakulhat ki a jellegzetes spirálszerkezet). Korai galaxisok esetében többnyire arra számítanak, hogy a gyakori ütközések miatt alakjuk kevésbé szabályos. A felmérésben sok ütköző galaxist láttak, de több olyat is sikerült megfigyelni, amelyek szabályosan forognak békében, ütközés nélkül.

Művészi elképzelés egy poros, stabilan forgó koronggal rendelkező, korai galaxisról. Az animációban piros szín jelzi a gázt, kék és barna színek pedig a port az ALMA mérései alapján. A háttérben látható galaxisok a VLT és Subaru optikai mérései alapján lettek beillesztve. (B. Saxton NRAO/AUI/NSF, ESO, NASA/STScI; NAOJ/Subaru)

Nem ez volt az első alkalom, hogy igazán távoli galaxisokat mértek ki az ALMA segítségével, például a MAMBO-9 (nagyon poros), vagy a Wolfe Disk (forgó koronggal rendelkező) galaxisokat is így fedezték fel. Eddig azonban nem lehetett megmondani, hogy egyedi eseteket találtak, vagy több hozzájuk hasonló galaxis létezhet. Az ALPINE az első felmérés, amivel jelentős mennyiségű galaxist vizsgáltak meg a korai Univerzumban – az eredmények szerint pedig gyorsabban fejlődtek, mint azt eddig gondoltuk. Egyelőre még nem tisztázott, mi okozta ezt a nagy sebességű növekedést, sem azt, hogyan lehet már némelyiknek stabilan forgó korongja.

Az ALMA megfigyelései különösen fontosak voltak, ugyanis rádióteleszkóppal látni lehet a por takarásán belül zajló csillagkeletkezést, illetve a csillagformáló régiókból kidobódó gáz mozgását is nyomon lehet követni. A korai Univerzum galaxisait többnyire optikai vagy infravörös tartományon szokták kutatni, a poron viszont ezen a hullámhossztartományon nem lehet átlátni – sok esetben maga a galaxis sem látszik. Némely galaxist először az ALMA rádiótávcsővel fedezték fel, ezeket Hubble-dark galaxisokként emlegetik, arra utalva, hogy még a Hubble űrtávcső sem látja őket.

ALMA rádiótávcsővel készült felvétel két poros galaxisról, melyek az Univerzum korai szakaszában fejlődtek ki. A vártnál fejlettebbek, mert nagy mennyiségben tartalmaznak port (sárga). Piros színnel látható a gáz, mellyel az egyébként takart csillagkeletkezés, illetve a galaxison belüli mozgások válnak megfigyelhetővé. (B. Saxton NRAO/AUI/NSF, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ALPINE team)

A távoli galaxisok minél pontosabb megismeréséhez hosszabb ideig kell megfigyelni az egyes célpontokat. Szeretnék kideríteni, pontosan merre található a por és hogyan mozog a gáz a galaxisokban. Ezen felül a porban gazdag és szegény, de azonos távolságú galaxisokat is össze fogják hasonlítani, hogy kiderítsék, van-e valami különleges a poros galaxisok környezetében.

Forrás: NRAO

Az október végéig megjelent ALPINE publikációk listája itt érhető el.

Hozzászólás

hozzászólás