Podaci s teleskopa Webb sugeriraju da su mnoge rane galaksije bile duge i tanke, a ne diskovite ili sferične.
Analizirajući slike s NASA-inog svemirskog teleskopa James Webb, istraživači sa Sveučilišta Columbia otkrili su da su galaksije u ranoj fazi svemira često bile ravne i produžene, a rijetko su bile okrugle poput lopti od tijesta za pizzu, objašnjavaju znanstvenici.
“Približno 50 do 80% galaksija koje smo analizirali pokazuju svojstva spljoštenosti u dvije dimenzije,” pojasnio je Viraj Pandya, NASA-in Hubble-ov stipendist na Sveučilištu Colombia i glavni autor nove studije koja će biti objavljena u časopisu The Astrophysical Journal. “Čini se da su galaksije koje izgledaju kao dugi, tankie grisine iznimno uobičajene u ranom svemiru, što je iznenađujuće s obzirom na to da su takve galaksije rijetkost u svemiru kakav poznajemo danas.”
Tim se usmjerio na analizu opsežne kolekcije infracrvenih slika koje je dostavio Webb, poznatih kao istraživanje Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), odabirući galaksije za koje se procjenjuje da su postojale kada je svemir bio star između 600 milijuna i 6 milijardi godina.
Iako većina udaljenih galaksija ima oblik sličan slanim štapićima, neke su oblikovane poput pizze ili lopti tijesta za pizzu. Galaksije sferičnog oblika, nalik loptama tijesta za pizzu, pokazale su se kao najmanji tip galaksije i bile su najrjeđe zabilježene. Galaksije u obliku pizze bile su veličinom usporedive s galaksijama u obliku štapića po svojoj najdužoj osi. “Takve su galaksije češće u bližem svemiru, koji zbog kontinuiranog širenja svemira obuhvaća starije, zrelije galaksije.”
U koju bi kategoriju pripala naša galaksija Mliječni put kada bismo mogli vratiti vrijeme unatrag za nekoliko milijardi godina? “Naša najbolja pretpostavka je da bi izgledala više poput štapića,” izjavio je suautor Haowen Zhang, doktorski kandidat na Sveučilištu u Arizoni. Ova hipoteza se djelomično temelji na novim podacima s Webb teleskopa — znanstvenici su ‘vratili sat unazad’ kako bi procijenili masu Mliječnog puta prije milijardi godina, sugerirajući vjerojatni oblik sličan slancu, u toj dalekoj prošlosti.
Ove udaljene galaksije također su značajno manje masivne od spiralnih i eliptičnih galaksija u našoj blizini — one su prethodnice masivnijih galaksija poput naše. “U ranoj fazi svemira, galaksijama je bilo dano znatno manje vremena za razvoj,” kazao je Kartheik Iyer, suautor i također NASA-in Hubble-ov stipendist na Sveučilištu Colombia.
Uzbudljiv razvoj
“Otkriće dodatnih kategorija ranih galaksija predstavlja uzbudljiv razvoj — sada imamo puno više materijala za analizu. Možemo detaljnije istražiti kako se oblik galaksija odnosi na njihov izgled i bolje razumjeti njihov proces formiranja.”
Hubble, svemirski teleskop lansiran 1990. godine, koji i danas prikuplja podatke, “dugo vremena je ukazivao na prisutnost produženih galaksija,” objasnio je suautor Marc Huertas-Company, znanstveni istraživač na Institutu za astrofiziku na Kanarskim otocima. Postavljalo se pitanje: Hoće li teleskop Webb, s većom osjetljivošću na infracrveno svjetlo, lansiran 2021. godine, otkriti dodatne detalje?
“Webb je potvrdio da Hubble nije propustio nikakve značajne značajke u galaksijama koje su oboje promatrali. Nadalje, Webb nam je otkrio mnoge udaljene galaksije sličnih oblika, sve s iznimnim detaljima,” rekao je Huertas-Company.
Jedno od ključnih pitanja je zašto su rane galaksije imale tendenciju biti spljoštene i produžene. Jedna od hipoteza, koju je iznio Pandya, je da je rani svemir možda bio ispunjen filamentima tamne tvari, koji su formirali neku vrstu “koštane strukture” ili “svemirskog autoputa”, usmjeravajući plinove i zvijezde duž njih. Ti su filamenti i dalje prisutni, ali su postali znatno rjeđi kako se svemir širio, pa možda manje utječu na formiranje galaksija u obliku štapića.
Galaxies Going Bananas
Studija je dobila naziv “Galaxies Going Bananas”, još jedna prehrambena analogija koja se nametnula autorima dok su analizirali svoje podatke. Kada su autori uspoređivali omjere aspekata galaksija s njihovom najdužom osi, uočili su da su rezultirajući dijagrami izgledali izrazito poput banana, što odražava njihov produženi elipsoidni oblik, sličan štapićima.
“Banane su još jedan način da kažemo da se ove izdužene galaksije čine dominantnima u prvih 4 milijarde godina svemira,” izjavio je Pandya.
Iako su ovo rani rezultati, još uvijek postoje praznine u našem znanju. Istraživačima je potreban još veći uzorak podataka s teleskopa Webb za daljnje usavršavanje svojstava i preciznih lokacija udaljenih galaksija, ali će također morati provesti znatno vrijeme prilagođavajući i nadograđujući svoje modele kako bi bolje odražavali precizne geometrije udaljenih galaksija.
“Ovo su tek početni rezultati,” rekla je suautorica Elizabeth McGrath, izvanredna profesorica na Colby Collegeu u Watervilleu, Maine. “Moramo dublje analizirati podatke kako bismo shvatili što se događa, ali smo iznimno uzbuđeni zbog ovih ranih trendova.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
