Masivna spiralna galaksija s prečkom ADF22.1, udaljena više od 11 milijardi svjetlosnih godina, pokazuje razvijenost kakvu astronomi obično vežu uz galaksije današnjeg svemira. Nova promatranja opservatorija ALMA i svemirskog teleskopa James Webb pokazala su da rotira brzinom od čak 530 kilometara u sekundi te da je, unatoč tome što je nastala u mladom svemiru, po građi gotovo istovjetna velikim diskastim galaksijama u našoj blizini.
Nalazi se u protoklasteru SSA22, pri crvenom pomaku od 3,09, a njezino svjetlo probija se kroz gust sloj međuzvjezdane prašine. Efektivni polumjer galaksije iznosi oko 22.800 svjetlosnih godina, a u njezinu središtu djeluje snažna, ali teško uočljiva aktivna galaktička jezgra.
Kombinacija njezinih svojstava ono je što najviše zbunjuje znanstvenike: zvjezdana masa od sto milijardi Sunčevih masa, vrlo izraženo stvaranje novih zvijezda i, usprkos svemu tome, uredan rotirajući disk. Prema aktualnim modelima, galaksije takve mase u toj bi fazi razvoja trebale biti mirne i obilježene masivnom središnjom jezgrom — dakle mjesta na kojima zvijezde više ne nastaju, a ne sredine koje ih tek rađaju.
Što su ALMA i Webb uspjeli vidjeti kroz prašinu
Istraživački tim koji je vodila Francesca Rizzo sa Sveučilišta u Groningenu spojio je milimetarska mjerenja ALMA-e s infracrvenom preciznošću Webba kako bi galaksiju razložio na njezine osnovne dinamičke dijelove. ALMA je pritom zabilježila gibanje hladnog plina, dok je Webb probio prašinu i došao do same zvjezdane populacije.
Rezultat je prva cjelovita analiza rotacijske krivulje za galaksiju ovakvog tipa u ranom svemiru. Krivulja ostaje ravna na potezu od približno 16.000 do 49.000 svjetlosnih godina, što je pouzdan znak stabilnog i uravnoteženog diska. Masa tamnog halo procijenjena je na 7,94 bilijuna Sunčevih masa, udio zvijezda na 270 milijardi, a ukupna barionska masa na 520 milijardi Sunčevih masa.
Najveće iznenađenje ipak se krije u omjerima. Specifični kutni moment zvjezdane i barionske komponente u odnosu na halo iznosi 0,9, odnosno 1,0, što znači da je ADF22.1 zadržala gotovo sav kutni moment koji joj je halo mogao predati. Takav ishod u kozmološkim se simulacijama postiže razmjerno rijetko.
Hladni dotok umjesto silovitih izljeva
Podaci upućuju na to da utjecaj supernova i aktivne jezgre u ovom slučaju nije bio dovoljno snažan da izbaci plin i zaustavi rast diska. Autori stoga daju prednost scenariju u kojem se hladni plin postupno odvaja iz vrućeg plinovitog omotača oko galaksije, bilo spontano, bilo kroz svojevrsni “fontanski” ciklus, u kojem se izbačena tvar s vremenom vraća natrag. Takav bi priljev prirodno izgradio masivan i prostran disk s visokim kutnim momentom, upravo kakav se danas vidi.
Po svojoj građi, ADF22.1 praktički je blizanka današnjih divovskih spiralnih galaksija, samo što tu ulogu preuzima osam milijardi godina prerano.
Pred njom su, smatraju autori, dva moguća razvojna puta. Prvi je da se preobrazi u eliptičnu galaksiju s neuobičajeno visokim kutnim momentom, što bi bila prava rijetkost među galaksijama ranog tipa. Drugi je da izraste u jednu od najmasivnijih i najprostranijih galaksija lokalnog svemira. U oba slučaja, ADF22.1 postaje vrijedan kontrolni primjer za modele koji se i dalje pitaju kako je rani svemir uspio posložiti tako razvijene diskove u tako kratkom vremenu.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
