ALMA odkrywa najbardziej starożytną galaktykę spiralną
Analizując dane uzyskane dzięki Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), naukowcy znaleźli galaktykę o spiralnej morfologii, gdy Wszechświat miał zaledwie 1,4 mld lat. Jest to najbardziej starożytna galaktyka tego typu, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. Odkrycie galaktyki o spiralnej strukturze na tak wczesnym etapie jest istotną wskazówką do rozwiązania klasycznych pytań astronomii: „Jak i kiedy uformowały się galaktyki spiralne?”
Obraz galaktyki BRI 1335-0417 wykonany przy pomocy ALMA.
Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Tsukui & S. Iguchi
Galaktyka Drogi Mlecznej, w której żyjemy, jest galaktyką spiralną. Galaktyki spiralne są podstawowymi obiektami we Wszechświecie, stanowiąc aż 70% całkowitej liczby galaktyk. Jednakże badania wykazały, że liczba galaktyk spiralnych gwałtownie maleje, gdy spojrzymy wstecz na historię Wszechświata. Kiedy zatem powstały galaktyki spiralne?
Takafumi Tsukui, główny autor pracy badawczej opublikowanej w czasopiśmie Science, i jego opiekun Satoru Iguchi, profesor z SOKENDAI i Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii, zauważyli galaktykę nazwaną BRI 1335-0417 w Archiwum Naukowym ALMA. Galaktyka ta istniała 12,4 mld lat temu i zawierała dużą ilość pyłu, który przesłania światło gwiazd, co utrudnia szczegółowe badanie tej galaktyki w świetle widzialnym. Z drugiej strony ALMA może wykryć emisję radiową jonów węgla w galaktyce, co pozwala astronomom zbadać, co się w niej dzieje.
Naukowcy znaleźli strukturę spiralną rozciągającą się około 15 000 lat świetlnych od centrum galaktyki: ⅓ rozmiaru Drogi Mlecznej. Szacowana całkowita masa gwiazd i materii międzygwiazdowej w BRI 1335-0417 jest w przybliżeniu identyczna jak w Galaktyce.
Ponieważ BRI 1335-0417 jest bardzo odległym obiektem, możemy nie być w stanie zobaczyć w tej obserwacji prawdziwej krawędzi galaktyki – komentuje Tsukui. Jak na galaktykę, która istniała we wczesnym Wszechświecie, BRI 1335-0417 była olbrzymia.
Nasuwa się więc pytanie, w jaki sposób ta wyraźna spiralna struktura uformowała się w ciągu zaledwie 1,4 mld lat od Wielkiego Wybuchu? Naukowcy rozważali wiele możliwych przyczyn i zasugerowali, że może to być spowodowane interakcją z małą galaktyką. BRI 1335-0417 aktywnie tworzy gwiazdy, a naukowcy odkryli, że gaz w zewnętrznej części galaktyki jest niestabilny grawitacyjnie, co sprzyja formowaniu się gwiazd. Taka sytuacja prawdopodobnie ma miejsce, gdy duża liczba gazu jest dostarczana z zewnątrz, prawdopodobnie w wyniku kolizji z mniejszymi galaktykami.
Los BRI 1335-0417 również jest owiany tajemnicą. Uważa się, że galaktyki, które w starożytnym Wszechświecie zawierały duże ilości pyłu i aktywnie tworzyły gwiazdy, są przodkami olbrzymich galaktyk eliptycznych, w obecnym Wszechświecie. W takim razie BRI 1335-0417 w przyszłości zmieni swój kształt z galaktyki spiralnej w galaktykę eliptyczną. Albo, wbrew konwencjonalnemu poglądowi, może pozostać galaktyką spiralną przez długi czas. BRI 1335-0417 odegra istotną rolę w badaniu ewolucji kształtu galaktyk w długiej historii Wszechświata.
Nasz Układ Słoneczny znajduje się w jednym z ramion spiralnych Drogi Mlecznej. Śledzenie korzeni struktury spiralnej dostarczy nam wskazówek co do środowiska, w którym narodził się Układ Słoneczny. Mamy nadzieję, że te badania przyczynią się do dalszego postępu w naszym rozumieniu historii formowania się galaktyk – wyjaśnia Iguchi.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
