Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ανακάλυψαν ένα απροσδόκητο χαρακτηριστικό σε έναν μακρινό, πρώιμο γαλαξία. Παρά το γεγονός ότι σχηματίστηκε όταν το σύμπαν ήταν πολύ νέος, αυτός ο γαλαξίας δεν δείχνει σημάδια περιστροφής.
Αυτή η συμπεριφορά παρατηρείται συνήθως σε πολύ μεγάλους, ώριμους γαλαξίες πολύ κοντά στη Γη, εξήγησε ο Ben Forrest, ερευνητής στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, και επικεφαλής συγγραφέας μιας μελέτης που δημοσιεύθηκε στις 4 Μαΐου. Αστρονομία της Φύσης.
«Ειδικά δεν έδειξε στοιχεία περιστροφής, κάτι που ήταν εκπληκτικό και πολύ ενδιαφέρον», είπε ο Φόρεστ.
Γιατί αναμένεται να περιστρέφονται οι γαλαξίες;
Τα τρέχοντα μοντέλα προτείνουν ότι οι γαλαξίες αρχίζουν να περιστρέφονται μόλις σχηματιστούν. Το αέριο ρέει προς τα μέσα και η βαρυτική έλξη δημιουργεί γωνιακή ορμή, θέτοντας αυτά τα συστήματα σε κίνηση.
Σε δισεκατομμύρια χρόνια, οι γαλαξίες μπορούν να συγκρουστούν και να συγχωνευθούν, ειδικά σε πυκνά σμήνη. Αυτές οι επαναλαμβανόμενες αλληλεπιδράσεις μπορούν είτε να δημιουργήσουν είτε να ακυρώσουν την εναλλαγή. Ως αποτέλεσμα, ορισμένοι κοντινοί γαλαξίες παρουσιάζουν μικρή συνολική περιστροφή και αντίθετα δείχνουν αστέρια να κινούνται σε τυχαίες κατευθύνσεις.
Επειδή αυτή η μετάβαση πιστεύεται ότι διαρκεί τόσο πολύ, είναι εκπληκτικό να τη δούμε στον γαλαξία XMM-VID1-2075 όταν το σύμπαν ήταν ηλικίας μικρότερης των 2 δισεκατομμυρίων ετών.
Ένας τεράστιος γαλαξίας που σχηματίστηκε νωρίς
Ο Forrest και οι συνεργάτες του, μέρος της έρευνας MAGAZ3NE (Massive Ancient Galaxies in the z>3 Near-Infrared), έχουν ήδη μελετήσει αυτόν τον γαλαξία χρησιμοποιώντας το Παρατηρητήριο WM Keck στη Χαβάη.
«Προηγούμενες παρατηρήσεις του MAGAZ3NE επιβεβαίωσαν ότι ήταν ένας από τους πιο ογκώδεις γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν, που περιείχε ήδη αρκετές φορές περισσότερα αστέρια από τον Γαλαξία μας και επίσης επιβεβαίωσαν ότι δεν σχηματίζει πλέον νέα αστέρια, καθιστώντας τον επιτακτικό στόχο για επακόλουθες παρατηρήσεις», είπε ο Forrest.
Το τηλεσκόπιο Webb αποκαλύπτει την εσωτερική κίνηση
Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, η ομάδα εξέτασε τον XMM-VID1-2075 μαζί με δύο άλλους γαλαξίες της ίδιας ηλικίας. Αυτό τους επιτρέπει να παρακολουθούν πώς κινείται το υλικό μέσα σε κάθε σύστημα.
“Αυτό το είδος εργασίας έχει γίνει πολύ με κοντινούς γαλαξίες επειδή είναι κοντινοί και μεγάλοι και έτσι μπορείτε να κάνετε αυτού του είδους την έρευνα από το έδαφος, αλλά είναι πολύ δύσκολο να γίνει με γαλαξίες υψηλής μετατόπισης ερυθρού επειδή φαίνονται τόσο μικροί στον ουρανό”, είπε ο Forrest. “(Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb) ωθεί πραγματικά τα σύνορα για αυτού του είδους την έρευνα.”
Ένας από τους τρεις γαλαξίες περιστρέφεται ξεκάθαρα, ένας άλλος παρουσιάζει ακανόνιστη δομή και ο τρίτος δείχνει ισχυρή τυχαία κίνηση αντί για περιστροφή του αστέρα του.
«Είναι σύμφωνο με τους πιο ογκώδεις γαλαξίες στο τοπικό σύμπαν, αλλά το να το βρούμε τόσο νωρίς ήταν κάπως έκπληξη», είπε ο Forrest.
Τι μπορεί να εμποδίσει έναν γαλαξία να περιστρέφεται;
Οι ερευνητές προσπαθούν τώρα να καταλάβουν πώς αυτός ο γαλαξίας έγινε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «αργό στροφέα».
Μια πιθανή εξήγηση δεν είναι μια μακρά ιστορία πολλαπλών συγχωνεύσεων, αλλά μια ενιαία δραματική σύγκρουση. Εάν δύο γαλαξίες περιστρέφονται σε σχεδόν αντίθετες κατευθύνσεις, οι κινήσεις τους μπορεί να ακυρωθούν.
“Για αυτόν τον συγκεκριμένο γαλαξία, βλέπουμε πολύ φως να βγαίνει από το πλάι. Και έτσι αυτό υποδηλώνει ότι κάποιο άλλο αντικείμενο αλληλεπιδρά με το σύστημα και δυνητικά αλλάζει τη δυναμική του”, είπε ο Forrest.
Αναζητώντας περισσότερους γαλαξίες χωρίς περιστροφή
Η ομάδα συνεχίζει να αναζητά παρόμοιους γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν. Συγκρίνοντας τις παρατηρήσεις με προσομοιώσεις υπολογιστή, οι επιστήμονες μπορούν να ελέγξουν εάν οι τρέχουσες θεωρίες σχηματισμού γαλαξιών αντέχουν.
“Υπάρχουν προσομοιώσεις που προβλέπουν ότι θα υπάρχει ένας πολύ μικρός αριθμός από αυτούς τους μη περιστρεφόμενους γαλαξίες στο πολύ πρώιμο σύμπαν, αλλά αναμένουν ότι θα είναι αρκετά σπάνιοι. Και αυτός είναι ένας τρόπος με τον οποίο μπορούμε να δοκιμάσουμε αυτές τις προσομοιώσεις και να μάθουμε πόσο κοινές είναι και στη συνέχεια να μας δώσουμε πληροφορίες για το αν αυτές οι θεωρίες εξέλιξης είναι σωστές.”
Πρόσθετοι συν-συγγραφείς στην εργασία είναι: Brian C. Lemax, UC Davis and Gemini Observatory, Hawaii; Adam Muzin και Adit H. Edward, Πανεπιστήμιο York, Τορόντο. Danilo Marchesini, Richard Pan και Nehir Ozden, Πανεπιστήμιο Tufts. Jacqueline Antwi-Danso, Πανεπιστήμιο του Τορόντο. Wenjun Chang, UC Riverside; MC Cooper και Stephanie M. Urbano Stawinski, UC Irvine; Percy Gomez, WM Keck Observatory, Kamuela, Χαβάη; Lucas Kimig και Rhea-Sylvia Remus, Ludwig-Maximilians-Universität München, Γερμανία· Ian McConachie, Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison; Alison Noble, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. και Gillian Wilson και ME Wisz, UC Merced.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις από τη NASA, το Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.
