Χάρη στις πρόσφατες βελτιώσεις στα διαστημικά και επίγεια τηλεσκόπια, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να ερευνήσουν βαθύτερα το Σύμπαν από ποτέ. Κοιτάζοντας δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο χρόνο, είμαστε σε θέση να δοκιμάσουμε τις θεωρίες μας σχετικά με την ιστορία του γαλαξιακού σχηματισμού και της εξέλιξης. Δυστυχώς, η μελέτη του πολύ πρώιμου Σύμπαντος είναι ένα αποθαρρυντικό έργο, και αυτό είναι πέρα από τις δυνατότητες των σημερινών οργάνων μας.
Αλλά συνδυάζοντας τη δύναμη του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble με μια τεχνική γνωστή ως βαρυτικός φακός, μια ομάδα αστρονόμων έκανε την πρώτη ανακάλυψη ενός συμπαγούς γαλαξία που σταμάτησε να δημιουργεί αστέρια λίγα δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Η ανακάλυψη ενός τέτοιου γαλαξία που υπάρχει τόσο νωρίς στο Σύμπαν είναι άνευ προηγουμένου και αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόκληση για τις θεωρίες για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι τεράστιοι γαλαξίες.
Τα ευρήματά τους αναφέρθηκαν σε μια μελέτη με τίτλο "A Massive, Dead Disk Galaxy in the Early Universe", η οποία εμφανίστηκε στο τεύχος 22 Ιουνίου του περιοδικού Φύση.Όπως αναφέρεται στη μελέτη, η ομάδα βασίστηκε σε δεδομένα από το Χαμπλ τα οποία συνδύασαν με βαρυτικό φακό - όπου ένα τεράστιο σύμπλεγμα γαλαξιών μεγεθύνει και απλώνει εικόνες πιο απομακρυσμένων γαλαξιών πέρα από αυτούς - για να μελετήσει τον μακρινό γαλαξία που είναι γνωστός ως MACS 2129-1.
Αυτό που βρήκαν ήταν εντελώς απροσδόκητο. Δεδομένης της ηλικίας του γαλαξία - που χρονολογείται μόλις σε τρία δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang - περίμεναν να δουν μια χαοτική μπάλα από αστέρια που σχηματίζονταν λόγω της συγχώνευσης των πρώτων γαλαξιών. Αντίθετα, παρατήρησαν ότι ο γαλαξίας, που είχε σχήμα δίσκου (όπως ο Γαλαξίας), ήταν ουσιαστικά νεκρός - που σημαίνει ότι ο σχηματισμός των αστεριών είχε ήδη σταματήσει μέσα του.
Αυτό ήταν μια έκπληξη, καθώς οι αστρονόμοι δεν περίμεναν να το δουν τόσο νωρίς στο Σύμπαν. Επιπλέον, ήταν η πρώτη φορά που έχουν ληφθεί άμεσα στοιχεία που δείχνουν πώς τουλάχιστον μερικοί από τους πρώτους «νεκρούς» γαλαξίες στο Σύμπαν εξελίχθηκαν από αντικείμενα σε σχήμα δίσκου για να γίνουν οι γίγαντες ελλειπτικοί γαλαξίες που βλέπουμε τακτικά στο Space Magazine .
Όπως εξήγησε ο Sune Toft - ερευνητής από το Κέντρο Σκοτεινής Κοσμολογίας στο Ινστιτούτο Niels Bohr και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, αυτό μπορεί να αναγκάσει την επανεξέταση του πώς εξελίχθηκαν οι γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν:
«Αυτή η νέα αντίληψη μπορεί να μας αναγκάσει να ξανασκεφτούμε ολόκληρο το κοσμολογικό πλαίσιο για το πώς οι γαλαξίες καίγονται νωρίς και εξελίσσονται σε τοπικούς ελλειπτικούς γαλαξίες, Ίσως είμαστε τυφλοί στο γεγονός ότι οι πρώτοι« νεκροί »γαλαξίες θα μπορούσαν στην πραγματικότητα να είναι δίσκοι, απλά γιατί δεν τα καταφέραμε. "
Σε προηγούμενες μελέτες, θεωρήθηκε ότι οι απομακρυσμένοι νεκροί γαλαξίες ήταν παρόμοιοι στη δομή τους με τους τοπικούς ελλειπτικούς γαλαξίες που τελικά εξελίχθηκαν. Πριν από αυτήν τη μελέτη, η επιβεβαίωση αυτής της υπόθεσης δεν ήταν δυνατή, δεδομένου ότι τα τρέχοντα όργανα δεν είναι αρκετά ισχυρά για να το δουν τόσο μακριά. Αλλά συνδυάζοντας τη δύναμη του βαρυτικού φακού με την υψηλή ανάλυση του Hubble, ο Toft και η ομάδα του κατάφεραν να δουν αυτόν τον νεκρό γαλαξία.
Συνδυάζοντας μετρήσεις περιστροφικής ταχύτητας από το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο (VLT) του ESO με αρχειακά δεδομένα από την έρευνα Cluster Lensing And Supernova με το Hubble (CLASH), μπόρεσαν να προσδιορίσουν το μέγεθος του γαλαξία, τη μάζα και την ηλικία, καθώς και το ) ρυθμός σχηματισμού αστεριών. Τελικά, διαπίστωσαν ότι ο απομακρυσμένος γαλαξίας είναι τρεις φορές πιο μεγάλος από τον Γαλαξία, αν και μόνο το μισό του μέγεθός του, και περιστρέφεται περισσότερο από δύο φορές πιο γρήγορα.
Ο λόγος για τον οποίο αυτός ο γαλαξίας σταμάτησε να σχηματίζει αστέρια εξακολουθεί να είναι άγνωστος και θα απαιτήσει έρευνες παρακολούθησης χρησιμοποιώντας πιο εξελιγμένα όργανα. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν μερικές πιθανές θεωρίες. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα ενός ενεργού γαλαξιακού πυρήνα, όπου μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του MACS 2129-1 ανέστειλε το σχηματισμό άστρων θερμαίνοντας το αέριο του γαλαξία και εκδιώγοντάς το από τον γαλαξία.
Ή μπορεί να είναι το αποτέλεσμα του ψυχρού αερίου να ρέει στο κέντρο του γαλαξία όπου θερμαίνεται γρήγορα και συμπιέζεται, εμποδίζοντας έτσι να ψύξει και να σχηματίσει σύννεφα που σχηματίζουν αστέρια. Αλλά όταν πρόκειται για αυτούς τους τύπους πρώιμων, νεκρών γαλαξιών θα μπορούσαν να οδηγήσουν στους ελλειπτικούς γαλαξίες που βλέπουμε σήμερα, ο Toft και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι γνωρίζουν την απάντηση. Όπως εξήγησε, θα μπορούσε να γίνει μέσω συγχωνεύσεων:
«Εάν αυτοί οι γαλαξίες αναπτύσσονται μέσω της συγχώνευσης με μικρούς συντρόφους, και αυτοί οι μικροί σύντροφοι έρχονται σε μεγάλους αριθμούς και από κάθε είδους διαφορετικές γωνίες στον γαλαξία, αυτό τελικά θα τυχαιοποίησε τις τροχιές των αστεριών στους γαλαξίες. Θα μπορούσατε επίσης να φανταστείτε μεγάλες συγχωνεύσεις. Αυτό σίγουρα θα καταστρέψει επίσης την ταξινομημένη κίνηση των αστεριών. "
Τα επόμενα χρόνια, ο Toft και η ομάδα του ελπίζουν να εκμεταλλευτούν το τηλεσκόπιο James Webb (το οποίο θα ξεκινήσει το 2018) για να αναζητήσουν πιο πρώιμους νεκρούς γαλαξίες, με την ελπίδα ότι θα ρίξει φως στα ανεπίλυτα ερωτήματα που ανακάλυψε. Και με την ικανότητα διερεύνησης βαθύτερα στο διάστημα, οι αστρονόμοι προβλέπουν ότι θα αποκαλυφθούν πολλά περισσότερα για το πρώιμο Σύμπαν.
