Galaxie ukazují pořadí v chaotickém mladém vesmíru

Nová pozorování galaxií ve vesmíru starém pouhých 800 milionů let ukazují, že se již usadili na rotujících discích. Museli se rychle vyvinout, aby projevili tak překvapivou zralost.

Vizualizace dat gradientu rychlosti přes dvě překvapivě vyvinuté mladé galaxie.
Hubble (NASA / ESA), ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), P. Oesch (Ženevská univerzita) a R. Smit (Univerzita v Cambridge)

Náš vesmír byl chaotický mladík. Hřejší a hustší než vesmír, ve kterém nyní žijeme, bylo domovem turbulentního plynu, který se vrhal pod vlivem gravitace. Teoretici si myslí, že nejstarší galaxie se vytvářely postupně, nejprve shluk po shluku, poté sloučením s jinými galaxiemi.

Astronomové očekávali, že většina galaxií žijících v tomto časném chaosu bude sama o sobě turbulentními masami. Ale nová pozorování odhalila dvě překvapivě zralé galaxie, když byl vesmír pouhých 800 milionů let. Renske Smit (University of Cambridge, UK) a jeho kolegové v 11. lednu Nature oznámili, že tyto dvě galaxie se již usadily na rotujících discích, což naznačuje, že se rychle vyvíjely hned po narození.

Smit a kolegové nejprve našli tyto dvě galaxie v hlubokých obrazech Spitzerova kosmického dalekohledu, poté následovali Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), síť rozhlasových misek vysoko v poušti Atacama v Chile. Neuvěřitelné rozlišení ALMA umožnilo astronomům měřit záření z ionizovaného uhlíku element prvek spojený s vytvářením hvězd přes tvář těchto malých galaxií.

Uvažujme na chvíli: Tyto galaxie jsou pátou velikostí Mléčné dráhy a jsou neuvěřitelně daleko away jejich světlo ušlo 13 miliard let na Zemi. Dokonce i na snímcích pořízených Hubbleovým kosmickým dalekohledem s orlíma očima se takové galaxie objevují jako malé červené tečky. Astronomové jsou však nyní schopni zaměřit řadu rádií, aby nejen spatřili samotné galaxie, ale také zachytili prvky uvnitř nich až na několik tisíc světelných let.

Vyrůstají tak rychle

Pozorování ALMA odhalila, že tyto dvě galaxie nejsou turbulentní pro všechny, které astronomové očekávají pro většinu galaxií v tomto časném časovém období. Jejich rotující disky nejsou úplně podobné Mléčné dráze, protože spirálové paže vyžadují určitý čas. Místo toho vypadají spíš jako nadýchané diskové galaxie, které se obvykle vyskytují v takzvaném kosmickém poledne, adolescentním období vzniku hvězd a růstu galaxií ve vesmíru. To znamená rychlý vývoj, protože vesmírné poledne nastalo více než 2 miliardy let poté, co tyto dvě galaxie existovaly.

Simulace předpovídaly, že je možné, že se některé galaxie budou vyvíjet rychleji než jejich vrstevníci, poznamenává Nicolas LaPorte (University College London), ale nikdy předtím to nebylo pozorováno. "Tento dokument představuje velký krok vpřed ve studiu prvních galaxií, " říká.

Smit říká, že se zdá, že tyto dvě galaxie vyčnívají z jejich kohorty, což dává smysl vzhledem k jejich rychlému růstu: Mimo jiné vytvářejí každoročně desítky hvězd Slunců, což je více, než je typické pro jejich časové období. Smit již plánuje další pozorování, aby viděl, jak se tyto galaxie liší od svých vrstevníků.