Astronomi su pomoću svemirskog teleskopa James Webb (JWST) zavirili dublje u prošlost nego ikad prije i otkrili da su se prve galaksije u svemiru formirale u iznenađujuće burnim uvjetima. Analiza više od 250 galaksija nastalih svega nekoliko stotina milijuna godina nakon Velikog praska pokazala je da su bile daleko neurednije i nestabilnije od galaksija kakve poznajemo danas.
Istraživanje koje je proveo tim sa Sveučilišta u Cambridgeu obuhvatilo je razdoblje kada je svemir bio star između 800 milijuna i 1,5 milijardi godina. Promatranjem kretanjem plina unutar tih mladih sustava znanstvenici su zaključili da većina još nije imala oblik stabilnih rotirajućih diskova poput našeg Mliječnog puta, već su izgledale poput vrtloga plina i zvijezda u stalnom previranju.
Rezultati upućuju na to da su se galaksije s vremenom postupno smirivale kako su gravitacija i formiranje zvijezda uspostavljali ravnotežu. No u ranim fazama svemira, neprekidni valovi nastajanja novih zvijezda i sudari manjih sustava održavali su stanje trajne nestabilnosti.
Pogled u kaotične početke
“Ovo nije priča o nekoliko neobičnih iznimaka, prvi put možemo vidjeti cijelu populaciju mladih galaksija odjednom”, objašnjava prva autorica rada Lola Danhaive s Kavlijeva instituta za kozmologiju u Cambridgeu. “Uočili smo golemu raznolikost: neke galaksije pokazuju znakove organizirane rotacije, ali većina je još uvijek u potpunom kaosu, s plinom koji se diže, širi i kreće u svim smjerovima.”
Za istraživanje je korišten JWST-ov instrument NIRCam u posebnom načinu rada koji omogućuje da kamera istodobno snima slike i spektre svjetlosti. Na taj način astronomi mogu “uhvatiti” i vrlo slabo svjetlo ioniziranog vodika koje dolazi iz udaljenih galaksija. Danhaive je razvila novi računalni program kojim je uspjela razdvojiti te podatke i povezati ih sa snimkama iz drugih Webbovih promatranja, što je omogućilo rekonstrukciju gibanja plina unutar svake galaksije.
Dr. Sandro Tacchella iz Kavlijeva instituta dodaje da su ranija istraživanja često stvarala dojam kako su se masivne, dobro organizirane galaksije formirale vrlo rano. “Kada se pogleda samo nekoliko velikih sustava, lako se stekne pogrešna slika. No Webb nam je omogućio da promatramo stotine manjih galaksija i vidimo širu sliku – a ona pokazuje da su rane galaksije bile turbulentne, nestabilne i da su rasle kroz česte sudare i eksplozivne epizode stvaranja zvijezda.”
Od nerednih nakupina do uređenih svjetova
Prema Danhaive, rezultati pomažu povezati dva ključna razdoblja u povijesti svemira, epohu reionizacije, kada su prve zvijezde “upalile” svjetlost, i takozvano kozmičko podne, razdoblje kada je stvaranje zvijezda dosegnulo svoj vrhunac. “Vidimo kako su se galaktičke ‘građevne cigle’ kroz stotine milijuna godina pretvarale iz kaotičnih nakupina u uređene strukture poput onih koje danas promatramo”, ističe Danhaive.
Istraživanje pokazuje i koliko JWST mijenja naše razumijevanje galaktičke evolucije. Po prvi put znanstvenici mogu pratiti unutarnju dinamiku galaksija u razdobljima koja su do sada bila izvan dosega teleskopa. U budućim će se radovima ovi podaci povezivati s promatranjima hladnog plina i međuzvjezdane prašine kako bi se stvorila cjelovitija slika o formiranju najranijih kozmičkih struktura.
“Ovo je tek početak”, zaključuje Tacchella. “Kako Webb nastavi promatrati, moći ćemo pratiti kako su se ti burni, mladi sustavi razvijali i postupno pretvarali u elegantne spirale koje danas oblikuju kozmički krajolik.”
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.
