Młode galaktyki łączyły się w czasach kosmicznego świtu

Struktura Himiko – mergera złożonego z trzech młodych, jasnych galaktyk, jakie byłyby widziane w bardzo wczesnym Wszechświecie. Po lewej: Himiko i inne odległe galaktyki. Źródło: NASA/HST. Na górze, po prawej: Zbliżenie na Himiko (NASA/HST). Nieco niżej, po prawej: Himiko z dodatkowymi danymi z Kosmicznego Teleskopu Spitzera i Teleskopu Subaru, źródło: NASA/HST; NASA/Spitzer; NAOJ/Subaru.

Astronomowie odkryli trójkę stowarzyszonych ze sobą, wczesnych galaktyk, leżących niemal 13 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Wykorzystano w tym celu możliwości teleskopów ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) i Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Galaktyki zanurzone są w rozległym bąblu pierwotnego gazu.

Ten wyjątkowo rzadki system potrójny, widziany takim, jakim musiał być, gdy Wszechświat liczył sobie zaledwie 800 milionów lat, daje nam wgląd we wczesne stadia formowania się galaktyk w epoce znanej jako kosmiczny świt. To czas, gdy Wszechświat został po raz pierwszy w swej historii skąpany w świetle. Co jednak ciekawsze, ta trójka galaktyk zdaje się być gotowa do zlania się w jedną większą, masywną galaktykę, która ostatecznie mogła wyewoluować do struktury przypominającej Drogę Mleczną.

Układ potrójny został odkryty w roku 2009. Wydawał się wówczas jedynie gigantycznym bąblem zjonizowanego, gorącego gazu. Został szybko ochrzczony przez swych odkrywców jako Himiko (ku upamiętnieniu legendarnej królowej ze starożytnej Japonii). Jest niemal dziesięć razy większy niż typowa galaktyka z tej ery i jednocześnie zbliżony rozmiarami do naszej Galaktyki – takiej, jaką ja widzimy dziś. Kolejne obserwacje wykonane przy pomocy Orbitalnego Teleskopu Spitzera zdają się sugerować, że Himiko jest pojedynczą galaktyką o nietypowych - jak na tak wczesny Kosmos – rozmiarach.

Nowe obserwacje pokazują jednak, że Himiko składa się raczej z trzech niezależnych, jasnych źródeł, w których zachodzą intensywne procesy gwiazdotwórcze. To właśnie one podgrzewają i jonizują otaczający galaktyki gaz. Obszary tak gwałtownego formowania się gwiazd powinny być pełne ciężkich pierwiastków – węgla, krzemu czy tlenu. Pierwiastki te są produkowane w jądrach masywnych, krótko żyjących gwiazd. W końcowych stadiach ich dość szybkiej ewolucji, gwiazdy takie wybuchają często jako supernowe, rozsiewając po ośrodku międzygalaktycznym pył wzbogacony o liczne pierwiastki metaliczne. Gdy taki pył jest dodatkowo rozgrzewany przez promieniowanie ultrafioletowe masywnych, nowo narodzonych gwiazd, wysyła on fale radiowe. Jednak takiego promieniowania nie udało się odkryć w przypadku układu Himiko. Co ciekawe, obserwacje z ALMA wykazują raczej całkowity brak emisji charakterystycznej dla węgla, który szybko powstaje w młodych gwiazdach. Taki a nie inny skład trójki galaktyk stanowi więc ciekawą, astrofizyczną zagadkę do rozwikłania.

Naukowcy spekulują, że duża część gazu tworzącego Himiko mogła stanowić pierwotna mieszanina najlżejszych pierwiastków – wodoru i helu, takich, które powstały jeszcze w Wielkim Wybuchu. Jeśli okaże się to prawdą, będzie to przełomowe odkrycie pierwotnych galaktyk jeszcze na etapie ich powstawania. W tym przypadku od samego wykrycia spodziewanego sygnału o wiele ciekawszy jest zatem jego brak.

Link bezpośredni do artykułu Ouchi et al., An Intensely Star-forming Galaxy at z ~ 7 with Low Dust and Metal Content Revealed by Deep ALMA and HST Observations


Źródło: Elżbieta Kuligowska | Źródło: astronomy.com

Liczba odsłon: 2148