Korzystając z Teleskopu Webba, międzynarodowy zespół naukowców odkrył najodleglejszą zaobserwowaną dotychczas galaktykę spiralną z poprzeczką.
Dotychczas uważano, że galaktyki spiralne z poprzeczką, takie jak nasza Droga Mleczna, nie powstały, dopóki Wszechświat, którego wiek szacuje się na 13,8 miliarda lat, nie osiągnął połowy swojego obecnego wieku.
Ta galaktyka, nazwana ceers-2112, uformowała się wkrótce po Wielkim Wybuchu – powiedział Alexander de la Vega, współautor artykułu, badacz na stażu postdoktorskim na Uniwersytecie Kalifornijskim. Znalezienie ceers-2112 pokazuje, że galaktyki we wczesnym Wszechświecie mogły być tak uporządkowane jak Droga Mleczna. Jest to zaskakujące, ponieważ galaktyki we wczesnym Wszechświecie były znacznie bardziej chaotyczne i bardzo niewiele miało struktury podobne do Drogi Mlecznej.
Ceers-2112 ma poprzeczkę w swoim centrum. De la Vega wyjaśnił, że galaktyczna poprzeczka to struktura w obrębie galaktyki zbudowana z gwiazd. Można je znaleźć w galaktykach innych niż spiralne, ale jest to rzadkość.
Prawie wszystkie poprzeczki występują w galaktykach spiralnych – powiedział de la Vega. Poprzeczka w ceers-2112 sugeruje, że galaktyki dojrzewały i stawały się uporządkowane znacznie szybciej niż wcześniej sądziliśmy, co oznacza, że niektóre aspekty naszych teorii powstawania i ewolucji galaktyk wymagają rewizji.
Według dotychczasowego zrozumienia astronomów dotyczącego ewolucji galaktyk, uważano, że galaktyki potrzebowały kilku miliardów lat, aby osiągnąć wystarczający stopień uporządkowania, umożliwiający rozwinięcie się poprzeczek.
Odkrycie ceers-2112 pokazuje, że może to nastąpić w zaledwie ułamku tego czasu, za około miliard lat lub mniej – powiedział de la Vega.
Według wspomnianego źródła, istnieje przekonanie, że galaktyczne poprzeczki powstają w spiralnych galaktykach dzięki uporządkowanemu ruchowi gwiazd, podobnie jak ma to miejsce w naszej Galaktyce – Drodze Mlecznej.
W galaktykach spiralnych, takich jak nasza Droga Mleczna, poprzeczki mogą tworzyć się spontanicznie ze względu na niestabilności w strukturze spiralnej lub efekty grawitacyjne pochodzące od sąsiednich galaktyk. Uważano, że wcześniej, gdy Wszechświat był znacznie młodszy, galaktyki były niestabilne i chaotyczne, co uniemożliwiało formowanie i długotrwałe utrzymywanie się poprzeczek w galaktykach wczesnego Wszechświata – powiedział de la Vega.
Oczekuje się, że odkrycie ceer-2112 zmieni co najmniej dwa aspekty astronomii.
Pierwszym istotnym aspektem jest to, że teoretyczne modele dotyczące powstawania i ewolucji galaktyk będą musiały uwzględnić fakt, że niektóre galaktyki mogą stać się na tyle stabilne, by już we wczesnym stadium historii Wszechświata tworzyć poprzeczki – powiedział de la Vega. Modele te mogą wymagać dostosowania ilości ciemnej materii obecnej we wczesnym Wszechświecie, ponieważ uważa się, że ciemna materia ma wpływ na tempo formowania się poprzeczek. Dodatkowo, odkrycie galaktyki ceers-2112 pokazuje, że struktury takie jak poprzeczki mogą być obecne już we wczesnym okresie istnienia Wszechświata. Jest to istotne, ponieważ w odległej przeszłości galaktyki były mniejsze niż obecnie, co utrudniało obserwację poprzeczek. Odkrycie galaktyki ceers-2112 otwiera nowe możliwości identyfikacji większej liczby poprzeczek we wczesnym Wszechświecie.
De la Vega pomógł zespołowi badaczy oszacować przesunięcie ku czerwieni i właściwości ceers-21112. Przyczynił się także do interpretacji pomiarów.
Przesunięcie ku czerwieni to obserwowalna właściwość galaktyki, która wskazuje, jak daleko jest od nas i jak daleko w czasie galaktyka jest widziana, co jest konsekwencją skończonej prędkości światła – powiedział.
To, co najbardziej zaskoczyło de la Vega w odkryciu ceers-2112, to fakt, jak dobrze udało się określić właściwości tej poprzeczki.
Początkowo sądziłem, że wykrywanie i szacowanie właściwości poprzeczek w galaktykach takich jak ceer-2112 będzie obarczone niepewnością pomiarową. Jednak moc Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i doświadczenie naszego zespołu pomogły nam ustalić silne ograniczenia dotyczące rozmiaru i kształtu poprzeczki – powiedział de la Vega.
Więcej informacji:
- Milky Way-like galaxy found in the early universe
- A Milky Way-like barred spiral galaxy at a redshift of 3
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Źródło: University of California, Riverside
Na ilustracji: Wizja artystyczna galaktyki spiralnej z poprzeczką, ceers-1221, obserwowanej we wczesnym Wszechświecie. Źródło: Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA
