Pateicoties nesenajiem uzlabojumiem kosmosā un uz zemes bāzētajos teleskopos, astronomi ir spējuši zondēt dziļāk Visumā nekā jebkad agrāk. Aplūkojot miljardiem gadu atpakaļ laikā, mēs varam pārbaudīt savas teorijas par galaktiku veidošanās un evolūcijas vēsturi. Diemžēl ļoti agrīnā Visuma izpēte ir biedējošs uzdevums, un tas pārsniedz mūsu pašreizējo instrumentu iespējas.
Bet, apvienojot Habla kosmiskā teleskopa jaudu ar paņēmienu, kas pazīstams kā gravitācijas objektīvs, astronomu komanda pirmo reizi atklāja kompaktu galaktiku, kas pārstāja veidot zvaigznes tikai dažus miljardus gadu pēc Lielā sprādziena. Šādas tik agri Visumā eksistējošas galaktikas atklāšana ir bezprecedenta un rada lielu izaicinājumu teorijām par to, kā veidojas un attīstās masīvas galaktikas.
Par viņu atradumiem tika ziņots pētījumā ar nosaukumu “Masīva, miruša diska galaktika agrīnajā Visumā”, kas parādījās žurnāla 22. jūnija numurā Daba.Kā norādīts pētījumā, komanda balstījās uz datiem no Habla, kurus viņi apvienoja ar gravitācijas objektīvu - kur masīvs galaktiku kopums palielina un izstiepj attālāku galaktiku attēlus ārpus tām -, lai izpētītu tālo galaktiku, kas pazīstama ar nosaukumu MACS 2129-1.
Tas, ko viņi atrada, bija pilnīgi negaidīts. Ņemot vērā galaktikas vecumu, kas datēts tikai trīs miljardus gadu pēc Lielā sprādziena, viņi sagaidīja, ka redzēs haotisku zvaigžņu bumbiņu, kas veidojās agrīnu galaktiku apvienošanās dēļ. Tā vietā viņi pamanīja, ka galaktika, kas bija diska formas (piemēram, Piena ceļš), faktiski bija mirusi - tas nozīmē, ka zvaigžņu veidošanās tajā jau bija beigusies.
Tas bija pārsteigums, redzot, kā astronomi negaidīja to redzēt tik agri Visumā. Vēl jo vairāk, tā bija pirmā reize, kad tika iegūti tiešie pierādījumi, kas parāda, kā vismaz dažas no vissenākajām “mirušajām” Visuma galaktikām attīstījās no diska formas objektiem un kļuva par milzu eliptiskajām galaktikām, kuras mēs regulāri redzam Space Magazine .
Kā skaidroja Sune Toft - Nīla Bora institūta Tumšās kosmoloģijas centra pētnieks un pētījuma galvenais autors, tas var likt pārdomāt, kā galaktikas attīstījās agrīnajā Visumā:
“Šis jaunais ieskats var likt mums pārdomāt visu kosmoloģisko kontekstu par to, kā galaktikas agri izdeg un pārtapa vietējās elipses formas galaktikās. Iespējams, mēs esam bijuši akli pret to, ka agrīnās“ mirušās ”galaktikas patiesībā varētu būt diski, vienkārši jo mēs neesam spējuši tos atrisināt. ”
Iepriekšējos pētījumos tika pieņemts, ka tālu mirušās galaktikas pēc struktūras ir līdzīgas vietējām eliptiskajām galaktikām, par kurām galu galā ir izveidojušās. Pirms šī pētījuma nebija iespējams apstiprināt šo hipotēzi, jo pašreizējie instrumenti nav pietiekami jaudīgi, lai redzētu tik tālu kosmosā. Bet, apvienojot gravitācijas objektīva jaudu ar Habla augsto izšķirtspēju, Toft un viņa komanda spēja skaidri redzēt šo mirušo galaktiku.
Apvienojot rotācijas ātruma mērījumus no ESO ļoti lielā teleskopa (VLT) ar arhīva datiem no klasteru objektīva un supernovas aptaujas ar Hablu (CLASH), viņi spēja noteikt galaktikas lielumu, masu un vecumu, kā arī tās (nederīgu ) zvaigžņu veidošanās ātrums. Galu galā viņi atklāja, ka attālā galaktika ir trīs reizes masīvāka nekā Piena ceļš, kaut arī tikai puse no tās lieluma, un tā griežas vairāk nekā divas reizes ātrāk.
Kāpēc šī galaktika pārstāja veidot zvaigznes, joprojām nav zināms, un būs nepieciešami papildu pētījumi, izmantojot sarežģītākus instrumentus. Bet pa to laiku ir dažas iespējamās teorijas. Piemēram, tas varētu būt aktīva galaktikas kodola rezultāts, kurā supermasīvs melnais caurums MACS 2129-1 centrā kavēja zvaigžņu veidošanos, sildot galaktikas gāzi un izraidot to no galaktikas.
Vai arī tas var būt saistīts ar aukstas gāzes nokļūšanu galaktikas centrā, kur tā tika ātri sasildīta un saspiesta, tādējādi novēršot tās atdzišanu un veidojot zvaigznes veidojošus mākoņus. Bet, runājot par to, kā šāda veida agrīnās, mirušās galaktikas varēja izraisīt mūsdienās redzamās eliptiskās galaktikas, Toft un viņa kolēģi domā, ka viņi zina atbildi. Kā viņš paskaidroja, tas varētu notikt apvienošanās ceļā:
“Ja šīs galaktikas aug, apvienojoties ar mazākiem pavadoņiem, un šo mazo pavadoņu uz galaktiku ir daudz un no visdažādākajiem leņķiem, tas galu galā varētu nejauši izvēlēties zvaigžņu orbītas galaktikās. Jūs varētu arī iedomāties lielas apvienošanās. Tas noteikti iznīcinātu arī zvaigžņu sakārtoto kustību. ”
Nākamajos gados Toft un viņa komanda cer izmantot Džeimsa Veba teleskopu (kas tiks palaists 2018. gadā), lai meklētu vēl agri mirušās galaktikas, cerot, ka tas varētu parādīt neatrisinātos jautājumus, kurus šis atklājums rada. Un, pateicoties iespējai zondēt dziļāk kosmosā, astronomi paredz, ka par agrīno Visumu tiks atklāts vēl daudz vairāk.
