Παρόλο που το διαστημικό σκάφος έχει εξαντλήσει την παροχή υγρού ψυκτικού ηλίου που είναι απαραίτητο για την παρατήρηση της υπέρυθρης ενέργειας του απομακρυσμένου Σύμπαντος, τα δεδομένα που συλλέγονται από το διαστημικό παρατηρητήριο Herschel της ESA εξακολουθούν να βοηθούν στην αποκάλυψη κοσμικών μυστηρίων - όπως το πώς οι πρώτοι ελλειπτικοί γαλαξίες μεγάλωσαν τόσο γρήγορα, γεμίζοντας με αστέρια και στη συνέχεια, μάλλον ξαφνικά, να σταματήσει εντελώς τον σχηματισμό αστεριών.
Τώρα, χρησιμοποιώντας πληροφορίες που συλλέχθηκαν αρχικά από τον Herschel και έπειτα διερεύνησαν πιο κοντά με πολλά άλλα διαστημικά και επίγεια παρατηρητήρια, οι ερευνητές βρήκαν έναν «ελλείποντα σύνδεσμο» στην εξέλιξη των πρώιμων ελλειπτικών: μια τεράστια συγχώνευση δύο μεγάλων γαλαξιών στην πράξη όταν το Σύμπαν ήταν ηλικίας 3 δισεκατομμυρίων ετών.
Ήταν ένα μακροχρόνιο κοσμολογικό αίνιγμα: πώς σχηματίστηκαν τεράστιοι γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν; Παρατηρήσεις μακρινών μεγάλων ελλειπτικών γαλαξιών γεμάτων από παλιά κόκκινα αστέρια (και λίγα φωτεινά, νεαρά) που υπήρχαν όταν το Σύμπαν ήταν μόλις λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, απλά δεν ταιριάζει με το πώς θεωρούνταν τέτοιοι γαλαξίες κάποτε - δηλαδή μέσω του σταδιακή συσσώρευση πολλών μικρότερων γαλαξιών νάνων.
Αλλά μια τέτοια διαδικασία θα απαιτούσε χρόνο - πολύ περισσότερο από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια. Έτσι, μια άλλη πρόταση είναι ότι οι μαζικοί ελλειπτικοί γαλαξίες θα μπορούσαν να είχαν δημιουργηθεί από τη σύγκρουση και τη συγχώνευση μεγάλων γαλαξιών, ο καθένας γεμάτος αέριο, σκόνη και νέα αστέρια… και ότι η συγχώνευση θα πυροδοτούσε έναν φρενίτιμο σχηματισμό ακόμη περισσότερων αστεριών.
Η έρευνα για μια φωτεινή περιοχή που βρέθηκε για πρώτη φορά από τον Herschel, με το όνομα HXMM01, έχει εντοπίσει μια τέτοια συγχώνευση δύο γαλαξιών, 11 δισεκατομμυρίων ετών φωτός μακριά.
Οι τεράστιοι γαλαξίες συνδέονται με μια γέφυρα αερίου και ο καθένας έχει μια αστρική μάζα περίπου 100 δισεκατομμυρίων Ήλιων - και δημιουργούν νέα αστέρια με απίστευτο ρυθμό περίπου 2.000 το χρόνο.
"Εξετάζουμε μια νεότερη φάση στη ζωή αυτών των γαλαξιών - μια εφηβική έκρηξη δραστηριότητας που δεν θα διαρκέσει πολύ", δήλωσε ο Hai Fu του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Irvine, επικεφαλής συγγραφέας μιας νέας μελέτης που περιγράφει τα αποτελέσματα .
Κρυμμένο πίσω από τεράστια σύννεφα κοσμικής σκόνης, πήρε τα μάτια του Herschel που αναζητούν θερμότητα για να εντοπίσει ακόμη και το HXMM01.
«Αυτοί οι συγχωνευμένοι γαλαξίες ξεσπούν με νέα αστέρια και εντελώς κρυμμένοι από τη σκόνη», δήλωσε η συν-συγγραφέας Asantha Cooray, επίσης του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Irvine. «Χωρίς τους ανιχνευτές υπέρυθρης ακτινοβολίας της Herschel, δεν θα μπορούσαμε να δούμε μέσα από τη σκόνη τη δράση που λαμβάνει χώρα πίσω».
Ο Herschel εντόπισε για πρώτη φορά το συγκρουόμενο δίδυμο σε εικόνες που έχουν ληφθεί με υπέρυθρο φως μεγαλύτερου μήκους κύματος, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα στην αριστερή πλευρά. Οι παρατηρήσεις παρακολούθησης από πολλά άλλα τηλεσκόπια βοήθησαν στον προσδιορισμό του ακραίου βαθμού σχηματισμού αστεριών που λαμβάνει χώρα στη συγχώνευση, καθώς και της απίστευτης μάζας του.
Η εικόνα στα δεξιά δείχνει μια κοντινή όψη, με τους συγχωνευμένους γαλαξίες να κυκλώνονται. Τα κόκκινα δεδομένα προέρχονται από τη σειρά Submillimeter Array του Smithsonian Astrophysical Observatory στην Mauna Kea της Χαβάης και δείχνουν περιοχές που σχηματίζονται από σκόνη. Τα πράσινα δεδομένα, που λαμβάνονται από το Very Large Array του Εθνικού Ραδιοαστρονομικού Αστεροσκοπείου, κοντά στο Socorro, Ν.Μ., δείχνουν αέριο μονοξείδιο του άνθρακα στους γαλαξίες. Επιπλέον, το μπλε δείχνει αστέρι.
Παρόλο που οι γαλαξίες στο HXMM01 παράγουν χιλιάδες νέα αστέρια κάθε χρόνο από τον δικό μας Γαλαξία, ένα τέτοιο υψηλό ποσοστό σχηματισμού αστεριών δεν είναι βιώσιμο. Η δεξαμενή αερίου που περιέχεται στο σύστημα θα εξαντληθεί γρήγορα, καταστέλλει τον περαιτέρω σχηματισμό αστεριών και οδηγεί σε γήρανση πληθυσμού χαμηλής μάζας, δροσερών, κόκκινων αστεριών - αποτελεσματικά «απενεργοποίηση» σχηματισμού αστεριών, όπως αυτό που έχει παρατηρηθεί σε άλλες πρώιμες ελλειπτικές.
Ο Δρ Fu και η ομάδα του εκτιμούν ότι θα χρειαστούν περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια για να μετατραπεί όλο το αέριο σε αστέρια, με τη διαδικασία συγχώνευσης να ολοκληρωθεί μέσα σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Το τελικό προϊόν θα είναι ένας τεράστιος κόκκινος και νεκρός ελλειπτικός γαλαξίας περίπου 400 δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο διαδικτυακό τεύχος της 22ας Μαΐου Φύση.
Διαβάστε περισσότερα για το δελτίο ειδήσεων του ESA Herschel εδώ, καθώς και στον ιστότοπο της NASA εδώ. Επίσης, δείτε μια κινούμενη εικόνα της γαλαξιακής συγχώνευσης παρακάτω:
Πίστωση κύριας εικόνας: ESA / NASA / JPL-Caltech / UC Irvine / STScI / Keck / NRAO / SAO
