Zwarte galaktyki we wczesnym Wszechświecie

Dzięki danym z Kosmicznego teleskopu Hubble'a astronomowie zaobserwowali młode niezwykle zwarte galaktyki, każda z nich o średnicy siegającej zaledwie 5 tys. lat świetlnych, ale masie sięgającej 200 mld mas Słońca (2x1011MSun). Nasza galaktyka Drogi Mlecznej ma masę ok. 1012 mas Słońca a średnicę około 100tys. lat świetlnych. Te młode zwarte galaktyki można porownać do noworodka, który ma 50 cm a waży... 80 kg.
Każda z tych 9 zaobserwowanych galaktyk mieści w sobie tyle gwiazd co dojrzała galaktyka, ale jest dużo mniejsza i zmieściłaby się w centralnym zgrubieniu naszej Drogi Mlecznej. Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Hubble'a oraz Obserwatorium Keck'a na Hawajach udało się przebadać te bardzo młode galaktyki, których światło podróżowało do nas 11 milardów lat. Wiek Wszechświata szacowany jest na ok. 14 mld lat, stąd wniosek, że oglądamy obiekty,które istniały3 mld lat po Wielkim Wybuchu.

Fot. Zdjęcia 9 zwartych galaktyk wykonane w 2006 i 2007 r. przy pomocy Near Infrared Camera i Multi-Object Spectrometer na pokładzie teleskopu Hubble'a. Źrodło: NASA/ESA.

Nigdy wcześniej nie obserowano tak masywnych i jednocześnie tak zwartych galaktyk na tak dużych odległościach (a tym samym w tak młodym Wszechświecie). Obserwujemy je takimi jakie były 11 miliardów lat temu. Do dziś powinny stać się okolo 5 razy większe, mogły też zderzyć się z innymi galaktykami.

Rozmiar galaktyk wyznaczono dzięki użyciu Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Teleskop Kecka wspomagał laser, aby poprawić obrazy zniekształcone ziemską atmosferą. W 2006 r. w czilijskich Andach wykonano obserwacje pozwalające na wyznaczenie odległości do galaktyk. Pokazały one, że gwiazdy tworzące galaktyki liczą sobie od 500 mln do 1 mld lat (nasze Słońce liczy sobie ok. 5 mld lat). Najbardziej masywne gwiazdy w tych galaktykach zdażyły juz eksplodować jako supernowe.

Badając głębokie pole Hubble (HDF) astronomowie stwierdzili, że galaktyki, w ktorych powstają gwiazdy sa małe, ale również małomasywne. Obecne badania, znacznie obserniejsze niż HDF, zaskakują, pokazując, że galaktyki o masie naszej Drogi Mlecznej były bardzo niewielkie w przeszłości.

Jak powstają te małe, zatłoczone galaktyki? Jedna możliwośc to oddziaływanie ciemnej materii i atomów wodoru we wczesnym Wszechświecie. Często zakłada się istnienie niewidocznej ciemnej materii, która stanowi znaczną część masy Wszechświata. Ciemna materia oddziałuje wyłącznie grawitacyjnie i mogła utworzyć skupiska, które przyciągały atomowy wodór (dominujacy składnik zwykłej materii). Dzięki temu wodór wspomagany grawitacją ciemnej materii mógł bardzo szybko uformować gwiazdy.

Znając masę galaktyki, która wyznaczono biorąc pod uwagę jej kolor i jasność, oszacowano prędkość obiegu gwiazd wokół dysku na ok. 400-500 km/s. Gwiazdy w dzisiejszych galaktykach poruszają się o połowę wolniej. Nasze Słońce okrąża centrum Drogi Mlecznej z prędkością około 220 km/s. Dalsze dokładniejsze obserwacje tych zwartych galakyk będą możliwe po zainstalowaniu na pokładzie teleskopu Hubble'a Wide Field Camera 3 planowanego na jesień br.

9 maja 2008

Źródło: spacetelescope.org | Karolina Zawada

Liczba odsłon: 1010