Το 1926, ο διάσημος αστρονόμος Edwin Hubble ανέπτυξε το σχήμα μορφολογικής ταξινόμησης για τους γαλαξίες. Αυτή η μέθοδος χωρίζει τους γαλαξίες σε τρεις βασικές ομάδες - ελλειπτικές, σπειροειδείς και φακοειδείς - με βάση τα σχήματά τους. Από τότε, οι αστρονόμοι έχουν αφιερώσει σημαντικό χρόνο και προσπάθεια σε μια προσπάθεια να προσδιορίσουν πώς εξελίχθηκαν οι γαλαξίες κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών για να γίνουν αυτά τα σχήματα.
Μία από τις πιο ευρέως αποδεκτές θεωρίες είναι ότι οι γαλαξίες άλλαξαν με τη συγχώνευση, όπου μικρότερα σύννεφα αστεριών - συνδεδεμένα με την αμοιβαία βαρύτητα - ενώθηκαν, αλλάζοντας το μέγεθος και το σχήμα ενός γαλαξία με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, μια νέα μελέτη από μια διεθνή ομάδα ερευνητών αποκάλυψε ότι οι γαλαξίες θα μπορούσαν πραγματικά να αναλάβουν τα σύγχρονα σχήματά τους μέσω του σχηματισμού νέων αστεριών στα κέντρα τους.
Η μελέτη με τίτλο «Rotating Starburst Cores in Massive Galaxies at ζ = 2.5 ", δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Αστροφυσικά περιοδικά. Με επικεφαλής τον Ken-ichi Tadaki - μεταδιδακτορικό ερευνητή στο Ινστιτούτο Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική και το Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας (NAOJ) - η ομάδα πραγματοποίησε παρατηρήσεις μακρινών γαλαξιών προκειμένου να κατανοήσει καλύτερα τη γαλαξιακή μεταμόρφωση.
Αυτό περιελάμβανε τη χρήση επίγειων τηλεσκοπίων για τη μελέτη 25 γαλαξιών που απέχουν περίπου 11 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Σε αυτήν την απόσταση, η ομάδα έβλεπε πώς μοιάζουν αυτοί οι γαλαξίες πριν από 11 δισεκατομμύρια χρόνια, ή περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Αυτή η πρώιμη εποχή συμπίπτει με μια περίοδο σχηματισμού κορυφών γαλαξιών στο Σύμπαν, όταν σχηματίζονταν τα θεμέλια των περισσότερων γαλαξιών. Όπως ανέφερε ο Δρ Tadaki σε δελτίο τύπου του NAOJ:
«Οι μαζικοί ελλειπτικοί γαλαξίες πιστεύεται ότι σχηματίζονται από συγκρούσεις γαλαξιών δίσκων. Όμως, είναι αβέβαιο εάν όλοι οι ελλειπτικοί γαλαξίες έχουν βιώσει σύγκρουση γαλαξιών. Μπορεί να υπάρχει μια εναλλακτική διαδρομή. "
Η σύλληψη του αμυδρού φωτός αυτών των μακρινών γαλαξιών δεν ήταν εύκολη υπόθεση και η ομάδα χρειάστηκε τρία επίγεια τηλεσκόπια για να τα επιλύσει σωστά. Ξεκίνησαν χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Subaru 8,2 m του NAOJ στη Χαβάη για να διαλέξουν τους 25 γαλαξίες σε αυτήν την εποχή. Στη συνέχεια τους στόχευσαν για παρατηρήσεις με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble της NASA / ESA (HST) και το Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή.
Ενώ το HST συνέλαβε φως από αστέρια για να διακρίνει το σχήμα των γαλαξιών (όπως υπήρχαν πριν από 11 δισεκατομμύρια χρόνια), η σειρά ALMA παρατήρησε κύματα υπομετρικού που εκπέμπονται από τα κρύα σύννεφα σκόνης και αερίου - όπου σχηματίζονται νέα αστέρια. Συνδυάζοντας τους δύο, μπόρεσαν να ολοκληρώσουν μια λεπτομερή εικόνα για το πώς φαίνονταν αυτοί οι γαλαξίες πριν από 11 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν τα σχήματά τους εξελίχθηκαν ακόμη.
Αυτό που βρήκαν ήταν μάλλον. Οι εικόνες HST έδειξαν ότι οι πρώτοι γαλαξίες κυριαρχούσαν από ένα στοιχείο δίσκου, σε αντίθεση με την κεντρική λειτουργία διόγκωσης που έχουμε συσχετίσει με τους σπειροειδείς και φακοειδείς γαλαξίες. Εν τω μεταξύ, οι εικόνες ALMA έδειξαν ότι υπήρχαν τεράστιες δεξαμενές αερίου και σκόνης κοντά στα κέντρα αυτών των γαλαξιών, οι οποίες συνέπεσαν με έναν πολύ υψηλό ρυθμό σχηματισμού αστεριών.
Για να αποκλείσει την εναλλακτική πιθανότητα ότι αυτός ο έντονος σχηματισμός αστεριών προκλήθηκε από συγχωνεύσεις, η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης δεδομένα από το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (VLT) - που βρίσκεται στο Παρατηρητήριο Paranal της Χιλής - για να επιβεβαιώσει ότι δεν υπήρχαν ενδείξεις μαζικής συγκρούσεις γαλαξιών που συμβαίνουν εκείνη τη στιγμή. Ο Ταντάκι εξήγησε:
«Εδώ, αποκτήσαμε σταθερές ενδείξεις ότι πυκνοί γαλαξιακοί πυρήνες μπορούν να σχηματιστούν χωρίς συγκρούσεις γαλαξιών. Μπορούν επίσης να σχηματιστούν από έντονο σχηματισμό αστεριών στην καρδιά του γαλαξία. "
Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν τους αστρονόμους να επανεξετάσουν τις τρέχουσες θεωρίες τους σχετικά με τη γαλαξιακή εξέλιξη και πώς ήρθαν να υιοθετήσουν χαρακτηριστικά όπως ένα κεντρικό εξόγκωμα και σπειροειδή βραχίονες. Θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε επανεξέταση των μοντέλων μας σχετικά με την κοσμική εξέλιξη, για να μην αναφέρουμε την ιστορία του γαλαξία μας. Ποιός ξέρει? Θα μπορούσε ακόμη και να κάνει τους αστρονόμους να ξανασκεφτούν τι θα μπορούσε να συμβεί σε λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο Γαλαξίας μας πρόκειται να συγκρούσει με τον Γαλαξία Andromeda.
Όπως πάντα, όσο περισσότερο διερευνούμε το Σύμπαν, τόσο περισσότερο αποκαλύπτει. Με κάθε αποκάλυψη που δεν ταιριάζει στις προσδοκίες μας, οι υποθέσεις μας αναγκάζονται να υποβληθούν σε αναθεώρηση.
