Teleskopy ujawniły wczesną strukturę olbrzymiej galaktyki

Artystyczna wizja burzliwych narodzin gwiazd zachodzących głęboko wewnątrz jądra młodej, dopiero rosnącej galaktyki eliptycznej.

Źródło: NASA/Z. Levay, G. Bacon (STScI)

Astronomowie po raz pierwszy ujrzeli najwcześniejsze etapy powstawania masywnej galaktyki. Badany przez nich obszar o nazwie "Sparky" jest gęstym jądrem galaktycznym, które płonie światłem milionów nowo narodzonych gwiazd powstających w niezwykle szybkim tempie.

Odkrycie to było możliwe dzięki połączeniu obserwacji orbitalnymi teleskopami NASA: Hubble'a i Spitzera, Teleskopu Kecka z Mauna Kea na Hawajach oraz Kosmicznego Obserwatorium Herschela należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA.

Typowa, w pełni rozwinięta galaktyka eliptyczna jest pozbawionym znaczących ilości gazu zbiorowiskiem starych gwiazd, które w teorii rozwija się od wewnątrz, począwszy od zwartego, początkowego jądra. Ponieważ jądro zaobserwowanej galaktyki znajduje się bardzo daleko od nas, światło tej galaktyki, które dziś można zaobserwować na Ziemi, w rzeczywistości zostało wysłane około 11 miliardów lat temu, a więc zaledwie 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu.

Choć jego rozmiar stanowi jedynie ułamek wielkości Drogi Mlecznej, to malutkie jądro galaktyczne zawiera już „teraz” dwa razy więcej gwiazd niż ona, a wszystkie te gwiazdy są stłoczone w obszarze liczącym sobie zaledwie 6000 lat świetlnych. Droga Mleczna ma rozmiar rzędu 100 tysięcy lat świetlnych. Naukowcy sądzą, że taki proces tworzenia się jądra był zjawiskiem zachodzącym jedynie w początkach istnienia Wszechświata, gdy był on jako całość bardziej zwarty. Dziś Wszechświat jest na tyle rozproszony, że nie mogą się w nim już tworzyć takie obiekty.

Poza ustaleniem wielkości galaktyki na podstawie danych z Hubble'a zespół naukowców sięgnął też do archiwalnych zdjęć w dalekiej podczerwieni, ze Spitzera i Herschela. To pozwoliło zobaczyć, jak szybko tworzyły się gwiazdy w jądrze galaktyki. Obszar „Sparky” okazał się produkować około 300 gwiazd rocznie. Dla porównania: nasza Droga Mleczna tworzy około 10 gwiazd rocznie.

Astronomowie teoretyzują, że tak szalone tempo narodzin nowych gwiazd mogło być zapoczątkowane
strumieniem gazu spływającego do jądra galaktyki powstałym po utworzeniu się tam studni grawitacyjnej złożonej z niewidocznej dla nas, ciemnej materii, działającej niczym rusztowanie dla powstającej galaktyki.

Obserwacje wskazują na to, że galaktyka ta w ogromnym tempie formowała nowe gwiazdy przez ponad miliard lat. Jest prawdopodobne, że to szaleństwo ostatecznie uległo znacznemu spowolnieniu i że w ciągu kolejnych 10 miliardów lat inne, mniejsze galaktyki mogły zlać się z obszarem „Sparky”, dzięki czemu ostatecznie rozwinął się on do postaci
olbrzymiej i statecznej galaktyki eliptycznej.

Cały artykuł: E. Nelson et al., A massive galaxy in its core formation phase three billion years after the Big Bang

Liczba odsłon: 2077