Podczas przeglądu odległych galaktyk naukowcy odkryli, że masywne galaktyki we wczesnym Wszechświecie były znacznie bardziej dojrzałe, niż przewidywano. Badania prowadzono w ramach projektu ALPINE. Udało się przeanalizować 118 galaktyk.
Przegląd ten badacze z projektu ALPINE (ALMA Large Program to Investigate C+ at Early Times) wykonywali na wielu długościach fal, badali gaz i pył w 118 odległych galaktykach. W tym projekcie brały udział teleskopy Kecka oraz teleskop Subaru, a także VLT oraz VISTA, które pokrywają zakres optyczny. Teleskop Spitzera dostarczył danych w widmie podczerwonym, a ALMA w zakresie radiowym. Pomiary w widmie optycznym dotyczyły galaktyk odległych od Ziemi o 12 miliardów lat świetlnych, co oznacza, że obserwowano je w stanie, w jakim były 1-1,5 miliarda lat po Wielkim Wybuchu.
Okazało się, że ewolucja galaktyk może być szybsza, niż dotąd sądzoli naukowcy. Jeden z nich, kierujący projektem Andreas Faisst z California Institute of Technology powiedział, że zespół nie spodziewał się ujrzeć tak wiele pyłu i cięższych pierwiastków w odległych galaktykach. Okazało się, że około 20% galaktyk uformowanych w tej wczesnej epoce ma w swoim składzie znaczną ilość pyłu.
Dojrzałość galaktyk ocenia się po zawartości tego, co powstaje podczas śmierci gwiazd, czyli właśnie pyłu oraz pierwiastków cięższych niż wodór i hel. W związku z tym astronomowie oczekują, że galaktyki w młodym wszechświecie nie będą miały w składzie zbyt wiele tych substancji, bo nie zdążyło w nich powstać i zakończyć swego istnienia dostatecznie dużo gwiazd. Spodziewają się też nieregularnego kształtu, wywołanego częstymi zderzeniami. Wbrew tym oczekiwaniom przegląd ALPINE pokazał cechy względnie dojrzałych obiektów, w szczególności pierwsze znaki rotujących dysków, które mogą doprowadzić do powstania struktury spiralnej, obserwowanej choćby w takich galaktykach, jak nasza Droga Mleczna.
Interferometr ALMA wykrywał już bardzo odległe galaktyki, jak choćby MAMBO-9 czy DLA0817g (znana jako Dysk Wolfe’a). Pierwsza zawiera dużo pyłu, druga posiada rotujący dysk. Brakowało jednak danych pozwalających wyjaśnić, czy są one wyjątkowe. ALPINE pomaga wypełnić tę lukę. Przeglądy korzystające jedynie z teleskopów obserwujących w zakresie widzialnym i podczerwonym nie były w stanie dostrzec ruchów gazów czy rejonów formacji gwiazd przysłoniętych pyłem. Dlatego też dzięki ALMA udało się wykryć wiele galaktyk, których obserwacja nie byłaby możliwa nawet z użyciem teleskopu Hubble’a.
Więcej informacji:
Komunikat NRAO: Galaxies In the Infant Universe Were Surprisingly Mature
Komunikat W. M. Keck Observatory: Galaxies In the Infant Universe Were Surprisingly Mature
Źródło: NRAO/W. M. Keck Observatory
Opracowanie: Gabriela Opiła
Na ilustracji: Dwie spośród galaktyk obserwowanych przez ALMA w zakresie radiowym. Są uważane za bardziej dojrzałe niż pierwotne ze względu na dużą zawartość pyłu (na żółto). Widoczny jest też gaz (oznaczony na czerwono).
