Tim astronoma identificirao je divovsku spiralnu galaksiju u ranoj fazi svemira koja je toliko dobro formirana da već ima stabilnu galaktičku šipku – dugu, ravnu strukturu ispunjenu zvijezdama koja se proteže kroz centar galaksije. Ona je nastala svega 2,6 milijardi godina nakon Velikog praska.
Iako ovo nije prva galaktička šipka otkrivena u prve tri milijarde godina postojanja svemira, jeste prva koja je detaljno analizirana, otkrivajući iznenađujuće sličnosti s galaksijama koje su imale mnogo više vremena za evoluciju. Ovo dodatno komplikuje pitanje kako su se galaksije formirale u najranijem svemiru, piše Science Alert.
– Najviše nas je iznenadila sličnost s galaksijama u našem lokalnom svemiru – rekao je astronom Shuo Huang iz Nacionalne astronomske opservatorije Japana za ScienceAlert.
– Predložili smo ALMA posmatranja kako bismo vidjeli da li šipka u galaksiji J0107a usmjerava gas ka centru i tako hrani stvaranje zvijezda, ali nismo očekivali da raspored i kretanje gasa mogu toliko podsjećati na današnje galaksije. To znači da se struktura galaksije formirala brže nego što smo mislili.
Neočekivan broj spiralnih galaksija u ranom svemiru
U posljednje vrijeme otkriven je veliki broj velikih spiralnih galaksija iz ranog svemira, što predstavlja ozbiljan izazov za naše razumijevanje njegovog razvoja. Do sada se smatralo da je proces bio spor – počevši od crne rupe oko koje se polako skuplja gas, koji s vremenom postaje dovoljno gust za formiranje zvijezda.
Kada galaksija dovoljno naraste, ona gravitacijski organizuje svoju strukturu u spiralu – kao što je slučaj s našim Mlječnim putem. Galaktička šipka u centru predstavlja visoko organiziran element, pa se smatralo da nastaje samo u zrelijim galaksijama.
Osim toga, šipke – koje služe kao kanali za protok gasa prema galaktičkom centru – prilično su osjetljive na poremećaje. Čak i prolaz druge galaksije, a kamoli sudar, može spriječiti njihov razvoj.
Galaksija J0107a: Zvjezdani div iz ranog svemira
Godine 2023. Huang i njegov tim opisali su galaksiju J0107a koristeći podatke iz svemirskog teleskopa James Webb (JWST), Chandra X-ray opservatorije i ALMA teleskopa. Riječ je o ogromnoj spiralnoj galaksiji savršeno razvijene strukture s masom od 450 milijardi sunčevih masa, koja stvara zvijezde nevjerovatnom brzinom – 500 sunčevih masa godišnje.
Tim je želio razumjeti razvoj ove galaksije, pa su pomoću JWST-a i ALMA-e mapirali kretanje gasa. Ono što su otkrili bilo je šokantno: šipka u galaksiji J0107a usmjerava gas ka centru brzinom od oko 600 sunčevih masa godišnje, što direktno hrani intenzivnu formaciju zvijezda.
Gas pokreće nastanak zvijezda nevjerovatnom brzinom
Ova brzina protoka gasa je od 10 do 100 puta veća nego u galaksijama u našem dijelu svemira, uključujući Mlječni put. Gas se slijeva u centar galaksije, gdje se povećava njegova gustina. Kako se zvijezde formiraju iz gustih čvorova gasa i prašine, ovi tokovi zaista potiču stvaranje novih zvijezda.
To sugerira da su šipke možda igrale mnogo važniju ulogu u ranom rastu i razvoju galaksija nego što se ranije mislilo.
Nova otkrića, nova pitanja
Ipak, s novim odgovorima dolaze i nova pitanja.
– Pokazali smo da su kretanje i raspored gasa veoma slični onima u lokalnim galaksijama, ali nije jasno da li se zvijezde formiraju na isti način – rekao je Huang. – Gas u J0107a je mnogo gušći nego u današnjim galaksijama. Pošto je formiranje zvijezda osjetljivo na gustinu gasa, moguće je da se one formiraju na mjestima gdje lokalne galaksije to ne čine.
Promjena u razumijevanju ranog razvoja galaksija
Otkriće stabilne šipke u J0107a također može značiti da galaksija nije doživjela veće poremećaje ili sudare s drugim galaksijama tokom dužeg perioda. To dodatno podržava teoriju da se formirala brzo, direktno iz gasa koji dolazi iz takozvane “kosmičke mreže” – velike strukture koja povezuje galaksije u svemiru.
– Zainteresovani smo za postojanje tako velike galaksije s lokalno poznatom strukturom, svega 2,6 milijardi godina nakon Velikog praska – kaže Huang.
– Moguće objašnjenje je da je ogroman dotok gasa iz kosmičke mreže formirao divovski disk. Kako taj gas dolazi u galaksiju i stabilizuje se u disk, još je uvijek otvoreno pitanje u posmatračkoj astronomiji. Teorijska predviđanja još nisu direktno potvrđena.
Istraživači se nadaju da će buduća posmatranja ove galaksije pomoći da se razriješe ove zagonetke.