Avaruudessa ja maassa sijaitsevien kaukoputkien viimeaikaisten parannusten ansiosta tähtitieteilijät ovat pystyneet koettamaan syvemmälle maailmankaikkeutta kuin koskaan ennen. Tarkastelemalla miljardeja vuosia taaksepäin ajassa pystymme testaamaan teorioita galaktisen muodostumisen ja evoluution historiasta. Valitettavasti hyvin varhaisen maailmankaikkeuden opiskelu on pelottava tehtävä, joka ylittää nykyisten soittimidemme mahdollisuudet.
Mutta yhdistämällä Hubble-avaruusteleskoopin voima tekniikalla, joka tunnetaan painovoimaobjektiivina, tähtitieteilijöiden ryhmä teki ensimmäisen löytön kompaktaisesta galaksista, joka lopetti tähtiä vain muutaman miljardin vuoden kuluttua Isosta räjähdyksestä. Tällaisen niin varhain maailmankaikkeudessa olemassa olevan galaksin löytäminen on ennennäkemätöntä ja edustaa suurta haastetta teoriaille siitä, kuinka massiiviset galaksit muodostuvat ja kehittyvät.
Heidän havaintonsa ilmoitettiin tutkimuksessa, jonka otsikko oli ”Massiivinen, kuolleen levyn galaksi varhaisissa maailmankaikkeuksissa”, joka ilmestyi lehden 22. kesäkuuta ilmestyvässä numerossa. Nature.Kuten tutkimuksessa todetaan, ryhmä luottaa MACS 2129-1 -nimisen kaukaisen galaksin tutkimiseen Hubblen tietoihin, jotka ne yhdistivät gravitaatiolinsseihin - missä massiivinen galaksien ryhmä suurentaa ja venyttää kauempana olevien galaksien kuvia niiden ulkopuolelle -.
Se mitä he löysivät, oli täysin odottamatonta. Koska galaksin ikä oli päivätty vain kolme miljardia vuotta Ison räjähdyksen jälkeen, he odottivat näkevänsä kaoottisen tähden pallon, joka oli muodostumassa varhaisten galaksien sulautuessa yhteen. Sen sijaan he huomasivat, että levynmuotoinen galaksi (kuten Linnunrata) oli käytännössä kuollut - tarkoittaen, että tähten muodostuminen oli jo loppunut siinä.
Tämä oli yllätys, kun tähtitieteilijät eivät odottaneet tämän näkevän niin varhain maailmankaikkeudessa. Lisäksi se oli ensimmäinen kerta, kun on saatu suoraa näyttöä, joka osoittaa, kuinka ainakin jotkut maailmankaikkeuden varhaisimmista “kuolleista” galakseista kehittyivät levymäisistä esineistä ja muuttuivat jättiläisiksi elliptisiksi galakseiksi, joita näemme säännöllisesti Space Magazine -lehdessä .
Kuten Sune Toft - Niels Bohr -instituutin tumman kosmologian keskuksen tutkija ja tutkimuksen pääkirjailija - selitti, tämä saattaa pakottaa harkitsemaan uudelleen sitä, kuinka galaksit kehittyivät varhaisessa maailmankaikkeudessa:
"Tämä uusi näkemys voi pakottaa meidät ajattelemaan koko kosmologista tilannetta siitä, kuinka galaksit palavat varhaisessa vaiheessa ja kehittyvät paikallisiksi elliptisiksi muotoisiksi galakseiksi. Ehkä olemme olleet sokeita tosiasialle, että varhaiset" kuolleet "galaksit voisivat todellakin olla levyt, yksinkertaisesti koska emme ole pystyneet ratkaisemaan niitä. ”
Aikaisemmissa tutkimuksissa oletettiin, että kaukaiset kuolleet galaksit olivat rakenteeltaan samanlaisia kuin paikalliset elliptiset galaksit, joista ne lopulta kehittyivät. Ennen tätä tutkimusta tämän hypoteesin vahvistaminen ei ollut mahdollista, koska nykyiset instrumentit eivät ole riittävän tehokkaita näkemään niin kaukana avaruudessa. Mutta yhdistämällä painovoimaobjektiivin teho Hubblen korkeaan resoluutioon, Toft ja hänen tiiminsä pystyivät näkemään tämän kuolleen galaksin selvästi.
Yhdistämällä ESO: n erittäin suuren teleskoopin (VLT) pyörimisnopeuden mittaukset Cluster Lensing And Supernova -kyselyn ja Hubblen (CLASH) arkistotietoihin, he pystyivät määrittämään galaksin koon, massan ja iän sekä sen (käytöstä poistetut) ) tähtien muodostumisnopeus. Loppujen lopuksi he huomasivat, että kauko-galaksi on kolme kertaa niin massiivinen kuin Linnunrata, vaikkakin vain puolet sen koosta ja pyörii yli kaksi kertaa nopeammin.
Miksi tämä galaksi lopetti tähteiden muodostumisen, ei ole vielä tiedossa, ja se vaatii seurantatutkimuksia, joissa käytetään kehittyneempiä instrumentteja. Mutta tällä välin on joitain mahdollisia teorioita. Se voi olla esimerkiksi aktiivisen galaktisen ytimen seurausta, jossa MACS 2129-1: n keskellä oleva supermassiivinen musta reikä esti tähtiä muodostuessa kuumentamalla galaksin kaasua ja karkottamalla sen galaksista.
Tai voi johtua siitä, että kylmää kaasua virtataan galaksin keskustaan, jossa se lämmitettiin ja puristettiin nopeasti, estäen siten jäähtymästä ja tähtien muodostavien pilvien muodostumista. Mutta kun kyse on siitä, kuinka nämä tyypit varhaisista, kuolleista galakseista olisivat voineet johtaa tänään näkemiin elliptisiin galakseihin, Toft ja hänen kollegansa luulevat tietävänsä vastauksen. Kuten hän selitti, se voi tapahtua sulautumien kautta:
”Jos nämä galaksit kasvavat sulautuessa pienempiin kumppaneihin, ja näitä pieniä seuralaisia tulee galakseihin suurella määrällä ja monenlaisista kulmista, tämä lopulta satunnaistaa tähtiä kiertävissä galakseissa. Voit myös kuvitella merkittäviä fuusioita. Tämä tuhoaisi ehdottomasti myös tähtien järjestäytyneen liikkeen. "
Lähivuosina Toft ja hänen tiiminsä toivovat hyödyntävänsä James Webbin teleskooppia (joka avataan vuonna 2018) etsiäkseen aikaisemmin kuolleita galakseja siinä toivossa, että se pystyy valaisemaan ratkaisemattomia kysymyksiä, joita tämä löytö herättää. Ja koska kyky koettaa syvemmälle avaruuteen, tähtitieteilijät ennakoivat, että varhaisesta maailmankaikkeudesta paljastetaan paljon enemmän.
