Astronomowie znów zajrzeli w przeszłość. Okazuje się, że już niedługo po Wielkim Wybuchu we Wszechświecie znajdował się wirujący gaz należący do pradawnych galaktyk. Te gwiezdne noworodki, powstałe blisko trzynaście miliardów lat temu, wirowały w sposób podobny do współczesnej Drogi Mlecznej.
Międzynarodowy zespół kierowany przez Renske Smita z Kavli Institute of Cosmology w Cambridge wykorzystał w swoich badaniach sieć radioteleskopów ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Dzięki temu po raz pierwszy udało się zidentyfikować zwykłe galaktyki gwiazdotwórcze, które pojawiły się w bardzo wczesnym etapie istnienia Kosmosu. Wyniki badań zostały opublikowane w „Nature”.
Światło bardzo dalekich obiektów biegnie do Ziemi bardzo długo, więc obserwowanie galaktyk odległych o miliardy lat świetlnych pozwala nam spojrzeć wstecz w czasie i w tym konkretnym przypadku bezpośrednio zaobserwować powstawanie najwcześniejszych galaktyk. Wszechświat w tym okresie był jednak wypełniony nieprzejrzystą „mgiełką” obojętnego elektrycznie wodoru, co znacznie utrudnia obserwacje narodzin tych pierwszych galaktyk za pomocą teleskopów optycznych. Jednak ALMA pozwala na zobaczenie takich galaktycznych noworodków – i to takich, jakimi były one około 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Dzięki analizie spektralnego „odcisk palca” promieniowania w dalekiej podczerwieni zbieranego przez anteny ALMA naukowcy mogli też oszacować odległość do tych galaktyk i po raz pierwszy w historii zobaczyć wewnętrzny ruch gazu, który napędzał ich wzrost.
Naukowcy odkryli, że gaz w tych nowonarodzonych galaktykach poruszał się ruchem wirowym, podobnie jak w przypadku naszej Drogi Mlecznej i innych galaktyk znacznie późniejszego Wszechświata. Pomimo ich stosunkowo niewielkich rozmiarów – są one około pięć razy mniejsze niż nasza Galaktyka – galaktyki te tworzyły gwiazdy w tempie szybszym niż inne znane nam, młode galaktyki.
Naukowcy byli też zaskoczeni odkryciem, że galaktyki te nie były aż tak chaotyczne, jak oczekiwano. We wczesnym Wszechświecie grawitacja powodowała gwałtowny napływ gazu do galaktyk. Gaz ten łatwo podlegał wzajemnym oddziaływaniom, w wyniku czego masowo powstawały tam nowe gwiazdy. Dodatkowo procesy te napędzały nieco później wybuchy gwiazd supernowych. Astronomowie sądzili więc, że tak młode galaktyki będą wysoce nieuporządkowane ze względu na spustoszenia powodowane eksplozjami młodych gwiazd. Tymczasem z zebranych danych obserwacyjnych wynika, że musiały one być dość regularne pod względem budowy i struktury. Co więcej, mimo swych niewielkich rozmiarów najprawdopodobniej szybko urosły, stając się dużymi spiralami podobnymi do Drogi Mlecznej.
Zdjęcie: Symulacja komputerowa pokazująca rotujący dysk dawnej galaktyki. Źródło: R. Crain (LJMU) and J. Geach (U.Herts)
Czytaj więcej
- Oryginalna publikacja naukowa: Renske Smit et al. ,Rotation in [C II] – emitting gas in two galaxies at a redshift of 6.8, Nature (2018)
- Cały artykuł
Źródło: ALMA Observatory
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Ilustracja: Zdjęcie wykonane z pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, ukazujące wycinek nieba z wykrytymi galaktykami, oraz zbliżenia na dane pozyskane z pomocą sieci ALMA. Źródło: Hubble (NASA/ESA), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Oesch (University of Geneva) and R. Smit (University of Cambridge)
