Zahvaljujući nedavnim poboljšanjima svemirskim i zemaljskim teleskopima, astronomi su mogli sondirati dublje u Svemir nego ikad prije. Gledajući milijarde godina unazad, u mogućnosti smo testirati naše teorije o povijesti galaktičke formacije i evolucije. Nažalost, proučavanje vrlo ranog Svemira je zastrašujući zadatak i onaj koji nadilazi mogućnosti naših trenutnih instrumenata.
No, kombinirajući snagu svemirskog teleskopa Hubble s tehnikom poznatom kao gravitacijsko sočivanje, tim astronoma napravio je prvo otkriće kompaktne galaksije koja je prestala stvarati zvijezde samo nekoliko milijardi godina nakon Velikog praska. Otkrivanje takve galaksije tako rano u Svemiru je bez presedana i predstavlja veliki izazov teorijama o tome kako se masivne galaksije formiraju i razvijaju.
O njihovim saznanjima izvijestili su u studiji pod naslovom "Masivna, mrtva galaksija diska u ranom svemiru" koja se pojavila u broju časopisa 22. lipnja Priroda.Kao što je navedeno u studiji, tim se oslanjao na podatke iz Hubblea koje su kombinirali s gravitacijskim lećama - gdje ogroman skup galaksija uvećava i proteže slike udaljenijih galaksija izvan njih - kako bi proučavao daleku galaksiju poznatu kao MACS 2129-1.
Ono što su pronašli bilo je potpuno neočekivano. S obzirom na starost galaksije - koja je iznosila samo tri milijarde godina nakon Velikog praska - očekivali su da će vidjeti kaotičnu kuglu zvijezda koja se formirala uslijed ranog spajanja galaksija. Umjesto toga, primijetili su da je galaksija, u obliku diska (poput Mliječnog puta), zapravo mrtva - što znači da je unutar nje već prestalo stvaranje zvijezda.
Ovo je bilo iznenađenje, budući da astronomi nisu očekivali da će to tako rano vidjeti u Svemiru. Štoviše, prvi je put stekao izravne dokaze koji pokazuju kako su se barem neke od najranijih „mrtvih“ galaksija u Svemiru evoluirale od objekata u obliku diska, da bi postale divovske eliptične galaksije koje redovito vidimo u svemirskom časopisu ,
Kako je Sune Toft, istraživačica iz Centra za mračnu kozmologiju na Niels Bohr institutu i vodeća autorica studije - objasnila, ovo može nagnati na ponovno razmišljanje o tome kako su se galaksije razvijale u ranom Svemiru:
"Ovaj novi uvid nas može prisiliti na preispitivanje čitavog kosmološkog konteksta kako galaksije rano izgaraju i evoluiraju u lokalne galaksije eliptičnog oblika. Možda smo bili slijepi za činjenicu da bi rane" mrtve "galaksije u stvari mogle biti diskovi, jednostavno jer ih nismo uspjeli riješiti. "
U prethodnim studijama pretpostavljalo se da su daleke mrtve galaksije po strukturi slične lokalnim eliptičnim galaksijama u koje su se na kraju razvile. Prije ove studije, potvrđivanje ove hipoteze nije bilo moguće budući da trenutni instrumenti nisu dovoljno moćni da bi se to moglo vidjeti daleko u svemiru. Ali kombinirajući snagu gravitacijskog sočiva s Hubbleom visoke rezolucije, Toft i njegov tim mogli su jasno vidjeti ovu mrtvu galaksiju.
Kombinirajući mjerenja brzine rotacije iz ESO-ovog vrlo velikog teleskopa (VLT) s arhivskim podacima iz ispitivanja klastera Lensing And Supernova s Hubbleom (CLASH), uspjeli su odrediti veličinu galaksije, masu i starost, kao i njegovu (neispravno) ) stopa formiranja zvijezda. U konačnici, otkrili su da je udaljena galaksija tri puta veća od Mliječnog puta, iako je samo upola manja, a vrti se više nego dvostruko brže.
Zašto je ova galaksija prestala formirati zvijezde još uvijek nije poznato, a zahtijevat će daljnja ispitivanja pomoću sofisticiranijih instrumenata. Ali u međuvremenu postoje neke moguće teorije. Na primjer, to bi mogao biti rezultat aktivnog galaktičkog jezgra, gdje je supermasivna crna rupa u središtu MACS 2129-1 inhibirala stvaranje zvijezda zagrijavanjem plina galaksije i istjerivanjem iz galaksije.
Ili je možda rezultat točenja hladnog plina u središte galaksije gdje se brzo zagrijavao i komprimirao, što ga sprečava da se hladi i stvara oblake koji stvaraju zvijezdu. Ali kada je u pitanju kako su ove vrste ranih, mrtvih galaksija mogle dovesti do eliptičnih galaksija kakve danas vidimo, Toft i njegovi kolege misle da znaju odgovor. Kako je objasnio, to može biti spajanjem:
"Ako ove galaksije rastu spajanjem s manjim pratiteljima, a ti manji pratitelji dolaze u velikom broju i iz različitih vrsta kutova na galaksiju, to bi na kraju slučajno odabralo orbite zvijezda u galaksijama. Možete zamisliti i velika spajanja. To bi definitivno uništilo i naređeno kretanje zvijezda. "
U narednim godinama Toft i njegov tim nadaju se da će iskoristiti James Webb teleskop (koji će biti predstavljen 2018. godine) u potrazi za još ranim mrtvim galaksijama, u nadi da će moći baciti svjetlo na neriješena pitanja koja ovo otkriće postavlja. A uz mogućnost sondiranja dublje u svemir, astronomi predviđaju da će se otkriti mnogo više o ranom Svemiru.
