Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ανακάλυψε έναν μυστηριώδη αρχαίο γαλαξία που φαίνεται να μην περιστρέφεται, κάτι που έρχεται σε σύγκρουση με τις βασικές θεωρίες σχηματισμού γαλαξιών
Αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb εντόπισαν έναν ασυνήθιστο γαλαξία από το πρώιμο σύμπαν, ο οποίος φαίνεται να στερείται κάτι που οι επιστήμονες θεωρούσαν δεδομένο: την περιστροφή.
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι γαλαξίες θεωρείται γενικά πως αρχίζουν να περιστρέφονται από τη στιγμή του σχηματισμού τους, λόγω της βαρύτητας και των ρευμάτων αερίων που εισρέουν σε αυτούς.
Ωστόσο, αυτός ο μακρινός γαλαξίας, γνωστός ως XMM-VID1-2075, δεν εμφανίζει ενδείξεις τέτοιας κίνησης, γεγονός που καθιστά την ανακάλυψη απρόσμενη.
Τα ευρήματα περιγράφονται σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 4 Μαΐου στο Nature Astronomy. Ο επικεφαλής συγγραφέας Ben Forrest, ερευνητής στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του University of California Davis, δήλωσε ότι γαλαξίες χωρίς εμφανή περιστροφή συνήθως παρατηρούνται μόνο πολύ αργότερα στην κοσμική ιστορία.
«Αυτός συγκεκριμένα δεν έδειξε καμία ένδειξη περιστροφής, κάτι που ήταν εκπληκτικό και πολύ ενδιαφέρον», δήλωσε ο Forrest.
Γαλαξίας του πρώιμου σύμπαντος αμφισβητεί τις θεωρίες
Τα σημερινά μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών υποστηρίζουν ότι οι νεαροί γαλαξίες θα πρέπει φυσικά να περιστρέφονται καθώς συγκεντρώνουν ύλη.
Ωστόσο, με την πάροδο δισεκατομμυρίων ετών, επαναλαμβανόμενες συγχωνεύσεις μεταξύ γαλαξιών μπορούν να διαταράξουν ή να ακυρώσουν εν μέρει αυτή την κίνηση.
Η διαδικασία αυτή θεωρείται ότι απαιτεί εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα. Γι’ αυτό οι αστρονόμοι εξεπλάγησαν όταν εντόπισαν έναν γαλαξία με τέτοια χαρακτηριστικά σε μια εποχή όπου το σύμπαν ήταν μικρότερο των 2 δισεκατομμυρίων ετών.
Κοντινοί μεγάλοι γαλαξίες εμφανίζουν μερικές φορές μικρή οργανωμένη περιστροφή και περιέχουν αστέρια που κινούνται προς πολλές τυχαίες κατευθύνσεις. Οι επιστήμονες συνδέουν συνήθως αυτή τη συμπεριφορά με γαλαξίες που έχουν περάσει μακρά ιστορία συγκρούσεων και συγχωνεύσεων.
Ο αρχαίος γαλαξίας είχε ήδη σταματήσει να δημιουργεί άστρα
Πριν χρησιμοποιήσουν το James Webb, ο Forrest και οι συνεργάτες του στο πρόγραμμα MAGAZ3NE (Massive Ancient Galaxies at z>3 Near-Infrared) είχαν ήδη παρατηρήσει τον XMM-VID1-2075 μέσω του Παρατηρητηρίου W. M. Keck.
Οι προηγούμενες παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι ο γαλαξίας ήταν ήδη τεράστιος για την εποχή του, περιέχοντας πολλαπλάσιο αριθμό άστρων σε σύγκριση με τον Γαλαξία μας. Τα δεδομένα έδειξαν επίσης ότι είχε σχεδόν σταματήσει να παράγει νέα άστρα.
«Οι προηγούμενες παρατηρήσεις του MAGAZ3NE είχαν επιβεβαιώσει ότι επρόκειτο για έναν από τους πιο μαζικούς γαλαξίες του πρώιμου σύμπαντος, με ήδη αρκετές φορές περισσότερα άστρα από τον Γαλαξία μας, και επίσης επιβεβαίωσαν ότι δεν σχημάτιζε πλέον νέα άστρα, καθιστώντας τον εξαιρετικά ενδιαφέρον στόχο για περαιτέρω παρατηρήσεις», δήλωσε ο Forrest.
Το James Webb μέτρησε την κίνηση του γαλαξία
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε στη συνέχεια το James Webb για να μελετήσει τον XMM-VID1-2075 και δύο ακόμη γαλαξίες της ίδιας περίπου εποχής με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Το Webb επέτρεψε στους αστρονόμους να μετρήσουν πώς κινείται η ύλη μέσα σε κάθε γαλαξία.
«Αυτού του είδους οι μελέτες έχουν γίνει πολλές φορές σε κοντινούς γαλαξίες επειδή είναι μεγαλύτεροι και πιο κοντά μας, οπότε μπορούν να εξεταστούν από τη Γη. Όμως είναι πολύ δύσκολο να γίνει αυτό με γαλαξίες υψηλής μετατόπισης επειδή φαίνονται πολύ μικροί στον ουρανό», εξήγησε ο Forrest. «Το James Webb πραγματικά επεκτείνει τα όρια για τέτοιου είδους έρευνες»!
Από τους τρεις γαλαξίες που εξετάστηκαν, ο ένας παρουσίασε καθαρή περιστροφή, ο δεύτερος φαινόταν πιο ακανόνιστος, ενώ ο XMM-VID1-2075 εμφάνισε τυχαίες κινήσεις χωρίς συνολική περιστροφή.
«Αυτό είναι συμβατό με ορισμένους από τους μεγαλύτερους γαλαξίες στο τοπικό σύμπαν, αλλά ήταν αρκετά απρόσμενο να το δούμε τόσο νωρίς στην ιστορία του σύμπαντος», δήλωσε ο Forrest.
Πιθανή αρχαία γαλαξιακή σύγκρουση
Οι αστρονόμοι προσπαθούν τώρα να κατανοήσουν πώς αυτός ο γαλαξίας μετατράπηκε τόσο γρήγορα σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «αργός περιστροφέας».
Μία πιθανή εξήγηση είναι ότι ο γαλαξίας συγκρούστηκε με έναν άλλο γαλαξία που περιστρεφόταν σχεδόν προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Ένα τέτοιο γεγονός θα μπορούσε να διαταράξει ή να ακυρώσει μεγάλο μέρος της περιστροφής του συστήματος.
Οι ερευνητές θεωρούν ότι οι παρατηρήσεις του Webb ίσως υποστηρίζουν αυτή τη θεωρία.
«Για αυτόν τον συγκεκριμένο γαλαξία βλέπουμε μια μεγάλη περίσσεια φωτός στο πλάι. Αυτό υποδηλώνει την ύπαρξη κάποιου άλλου αντικειμένου που εισήλθε και αλληλεπιδρά με το σύστημα, ενδεχομένως αλλάζοντας τη δυναμική του», δήλωσε ο Forrest.
Αναζήτηση και άλλων μη περιστρεφόμενων γαλαξιών
Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει την αναζήτηση και άλλων γαλαξιών όπως ο XMM-VID1-2075 στο πρώιμο σύμπαν.
Στη συνέχεια οι επιστήμονες θα συγκρίνουν αυτά τα ευρήματα με προσομοιώσεις υπολογιστών ώστε να κατανοήσουν καλύτερα πώς εξελίχθηκαν οι γαλαξίες λίγο μετά το Big Bang.
«Υπάρχουν ορισμένες προσομοιώσεις που προβλέπουν ότι θα υπάρχει ένας πολύ μικρός αριθμός τέτοιων μη περιστρεφόμενων γαλαξιών πολύ νωρίς στο σύμπαν, αλλά θεωρούν ότι θα είναι εξαιρετικά σπάνιοι», δήλωσε ο Forrest.
«Αυτός είναι ένας τρόπος να δοκιμάσουμε αυτές τις προσομοιώσεις και να καταλάβουμε πόσο συχνοί είναι πραγματικά, κάτι που στη συνέχεια μπορεί να μας δώσει πληροφορίες για το αν οι θεωρίες μας σχετικά με αυτή την εξέλιξη είναι σωστές».
www.bankingnews.gr
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι γαλαξίες θεωρείται γενικά πως αρχίζουν να περιστρέφονται από τη στιγμή του σχηματισμού τους, λόγω της βαρύτητας και των ρευμάτων αερίων που εισρέουν σε αυτούς.
Ωστόσο, αυτός ο μακρινός γαλαξίας, γνωστός ως XMM-VID1-2075, δεν εμφανίζει ενδείξεις τέτοιας κίνησης, γεγονός που καθιστά την ανακάλυψη απρόσμενη.
Τα ευρήματα περιγράφονται σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 4 Μαΐου στο Nature Astronomy. Ο επικεφαλής συγγραφέας Ben Forrest, ερευνητής στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του University of California Davis, δήλωσε ότι γαλαξίες χωρίς εμφανή περιστροφή συνήθως παρατηρούνται μόνο πολύ αργότερα στην κοσμική ιστορία.
«Αυτός συγκεκριμένα δεν έδειξε καμία ένδειξη περιστροφής, κάτι που ήταν εκπληκτικό και πολύ ενδιαφέρον», δήλωσε ο Forrest.
Γαλαξίας του πρώιμου σύμπαντος αμφισβητεί τις θεωρίες
Τα σημερινά μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών υποστηρίζουν ότι οι νεαροί γαλαξίες θα πρέπει φυσικά να περιστρέφονται καθώς συγκεντρώνουν ύλη.
Ωστόσο, με την πάροδο δισεκατομμυρίων ετών, επαναλαμβανόμενες συγχωνεύσεις μεταξύ γαλαξιών μπορούν να διαταράξουν ή να ακυρώσουν εν μέρει αυτή την κίνηση.
Η διαδικασία αυτή θεωρείται ότι απαιτεί εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα. Γι’ αυτό οι αστρονόμοι εξεπλάγησαν όταν εντόπισαν έναν γαλαξία με τέτοια χαρακτηριστικά σε μια εποχή όπου το σύμπαν ήταν μικρότερο των 2 δισεκατομμυρίων ετών.
Κοντινοί μεγάλοι γαλαξίες εμφανίζουν μερικές φορές μικρή οργανωμένη περιστροφή και περιέχουν αστέρια που κινούνται προς πολλές τυχαίες κατευθύνσεις. Οι επιστήμονες συνδέουν συνήθως αυτή τη συμπεριφορά με γαλαξίες που έχουν περάσει μακρά ιστορία συγκρούσεων και συγχωνεύσεων.
Ο αρχαίος γαλαξίας είχε ήδη σταματήσει να δημιουργεί άστρα
Πριν χρησιμοποιήσουν το James Webb, ο Forrest και οι συνεργάτες του στο πρόγραμμα MAGAZ3NE (Massive Ancient Galaxies at z>3 Near-Infrared) είχαν ήδη παρατηρήσει τον XMM-VID1-2075 μέσω του Παρατηρητηρίου W. M. Keck.
Οι προηγούμενες παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι ο γαλαξίας ήταν ήδη τεράστιος για την εποχή του, περιέχοντας πολλαπλάσιο αριθμό άστρων σε σύγκριση με τον Γαλαξία μας. Τα δεδομένα έδειξαν επίσης ότι είχε σχεδόν σταματήσει να παράγει νέα άστρα.
«Οι προηγούμενες παρατηρήσεις του MAGAZ3NE είχαν επιβεβαιώσει ότι επρόκειτο για έναν από τους πιο μαζικούς γαλαξίες του πρώιμου σύμπαντος, με ήδη αρκετές φορές περισσότερα άστρα από τον Γαλαξία μας, και επίσης επιβεβαίωσαν ότι δεν σχημάτιζε πλέον νέα άστρα, καθιστώντας τον εξαιρετικά ενδιαφέρον στόχο για περαιτέρω παρατηρήσεις», δήλωσε ο Forrest.
Το James Webb μέτρησε την κίνηση του γαλαξία
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε στη συνέχεια το James Webb για να μελετήσει τον XMM-VID1-2075 και δύο ακόμη γαλαξίες της ίδιας περίπου εποχής με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Το Webb επέτρεψε στους αστρονόμους να μετρήσουν πώς κινείται η ύλη μέσα σε κάθε γαλαξία.
«Αυτού του είδους οι μελέτες έχουν γίνει πολλές φορές σε κοντινούς γαλαξίες επειδή είναι μεγαλύτεροι και πιο κοντά μας, οπότε μπορούν να εξεταστούν από τη Γη. Όμως είναι πολύ δύσκολο να γίνει αυτό με γαλαξίες υψηλής μετατόπισης επειδή φαίνονται πολύ μικροί στον ουρανό», εξήγησε ο Forrest. «Το James Webb πραγματικά επεκτείνει τα όρια για τέτοιου είδους έρευνες»!
Από τους τρεις γαλαξίες που εξετάστηκαν, ο ένας παρουσίασε καθαρή περιστροφή, ο δεύτερος φαινόταν πιο ακανόνιστος, ενώ ο XMM-VID1-2075 εμφάνισε τυχαίες κινήσεις χωρίς συνολική περιστροφή.
«Αυτό είναι συμβατό με ορισμένους από τους μεγαλύτερους γαλαξίες στο τοπικό σύμπαν, αλλά ήταν αρκετά απρόσμενο να το δούμε τόσο νωρίς στην ιστορία του σύμπαντος», δήλωσε ο Forrest.
Πιθανή αρχαία γαλαξιακή σύγκρουση
Οι αστρονόμοι προσπαθούν τώρα να κατανοήσουν πώς αυτός ο γαλαξίας μετατράπηκε τόσο γρήγορα σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «αργός περιστροφέας».
Μία πιθανή εξήγηση είναι ότι ο γαλαξίας συγκρούστηκε με έναν άλλο γαλαξία που περιστρεφόταν σχεδόν προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Ένα τέτοιο γεγονός θα μπορούσε να διαταράξει ή να ακυρώσει μεγάλο μέρος της περιστροφής του συστήματος.
Οι ερευνητές θεωρούν ότι οι παρατηρήσεις του Webb ίσως υποστηρίζουν αυτή τη θεωρία.
«Για αυτόν τον συγκεκριμένο γαλαξία βλέπουμε μια μεγάλη περίσσεια φωτός στο πλάι. Αυτό υποδηλώνει την ύπαρξη κάποιου άλλου αντικειμένου που εισήλθε και αλληλεπιδρά με το σύστημα, ενδεχομένως αλλάζοντας τη δυναμική του», δήλωσε ο Forrest.
Αναζήτηση και άλλων μη περιστρεφόμενων γαλαξιών
Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει την αναζήτηση και άλλων γαλαξιών όπως ο XMM-VID1-2075 στο πρώιμο σύμπαν.
Στη συνέχεια οι επιστήμονες θα συγκρίνουν αυτά τα ευρήματα με προσομοιώσεις υπολογιστών ώστε να κατανοήσουν καλύτερα πώς εξελίχθηκαν οι γαλαξίες λίγο μετά το Big Bang.
«Υπάρχουν ορισμένες προσομοιώσεις που προβλέπουν ότι θα υπάρχει ένας πολύ μικρός αριθμός τέτοιων μη περιστρεφόμενων γαλαξιών πολύ νωρίς στο σύμπαν, αλλά θεωρούν ότι θα είναι εξαιρετικά σπάνιοι», δήλωσε ο Forrest.
«Αυτός είναι ένας τρόπος να δοκιμάσουμε αυτές τις προσομοιώσεις και να καταλάβουμε πόσο συχνοί είναι πραγματικά, κάτι που στη συνέχεια μπορεί να μας δώσει πληροφορίες για το αν οι θεωρίες μας σχετικά με αυτή την εξέλιξη είναι σωστές».
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών