U spiralnoj galaksiji NGC 1365 pronađen je kemijski zapis njezine prošlosti

Astronomi su rekonstruirali više od 12 milijardi godina razvoja spiralne galaksije NGC 1365 prateći raspodjelu kisika u njezinu plinu. Rezultati upućuju na galaksiju koja nije rasla ravnomjerno: središnji dio oblikovao se rano, dok su se vanjski spiralni krakovi nadograđivali sporije, uz dotok plina i materijala iz manjih galaksija.

NGC 1365 velika je spiralna galaksija koja je u kozmičkim razmjerima dovoljno blizu da se njezina struktura može proučavati u velikim pojedinostima. Astronomima je posebno korisna zato što njezin disk vidimo gotovo licem prema Zemlji. Spiralni krakovi, plin u kojem nastaju zvijezde i središnje područje galaksije zato se mogu promatrati mnogo jasnije nego kod sustava koji su nagnuti pod oštrijim kutom.

U novom istraživanju, objavljenom u ožujku 2026., znanstvenici su teleskopom du Pont u Opservatoriju Las Campanas u Čileu kartirali kisik u tisućama oblaka plina u kojima se stvaraju zvijezde. Taj kemijski zapis zatim su usporedili s naprednim modelima razvoja galaksija.

Metoda se često opisuje kao svemirska ili kemijska arheologija. U arheologiji slojevi tla čuvaju tragove različitih razdoblja. U galaksijama sličnu ulogu može imati raspodjela kemijskih elemenata. Ona pokazuje gdje su zvijezde nastajale ranije, gdje se plin kasnije nakupio i koji su dijelovi galaksije prošli kroz dulju povijest stvaranja zvijezda.

Kisik kao trag ranijih naraštaja zvijezda

Kisik u galaksiji nije samo jedan od elemenata u plinu. On je trag zvjezdane prošlosti. Teži elementi nastaju u zvijezdama, a u međuzvjezdani prostor dospijevaju nakon eksplozija supernova i drugih procesa povezanih s razvojem zvijezda. Što je neko područje galaksije dulje i intenzivnije stvaralo zvijezde, to njegov plin obično nosi bogatiji kemijski zapis.

Kod spiralnih galaksija središnja područja često su kemijski bogatija od vanjskih dijelova. To može značiti da su ondje zvijezde počele nastajati ranije ili brže nego u udaljenijim dijelovima diska. Takav obrazac nije samo opis današnjeg stanja. On je trag redoslijeda kojim se galaksija oblikovala.

U slučaju NGC 1365, raspodjela kisika upućuje na rani i brz razvoj središnjeg područja. Vanjski disk pokazuje drukčiju povijest. Njegov se rast odvijao sporije, tijekom dugog razdoblja, uz stalno dopunjavanje plinom i materijalom iz manjih galaksija.

Središte je nastalo rano, spiralni krakovi kasnije su se širili

Prema rekonstrukciji istraživača, NGC 1365 u ranoj je fazi života izgradila gusto, kemijski bogato središte. Ondje se brzo nakupio kisik, što upućuje na intenzivno stvaranje zvijezda u mladom središnjem dijelu galaksije.

Vanjski dijelovi imaju sporiji ritam razvoja. Tijekom milijardi godina galaksija je vjerojatno privlačila manje patuljaste galaksije, zajedno s njihovim plinom i zvijezdama. Taj je materijal pomogao u izgradnji vanjskog diska i spiralnih krakova. Dio plina koji se danas nalazi na rubovima spiralne strukture vjerojatno je stigao razmjerno kasno u povijesti galaksije.

Takav rezultat važan je jer pokazuje da spiralna galaksija ne mora nastati kao gotov, skladan sustav. Današnji izgled NGC 1365 skriva dulju povijest rasta: prvo gusto i aktivno središte, zatim sporije širenje diska, zatim nadogradnja vanjskih krakova novim materijalom iz okolnog prostora.

Među tisućama modela pronađena je najbliža prošlost

Kemijska karta sama po sebi nije dovoljna da bi se rekonstruirala prošlost galaksije. Znanstvenici su zato podatke usporedili sa simulacijama približno 20.000 modeliranih galaksija. Tražili su model koji se najbliže podudara s današnjom NGC 1365, ne samo po izgledu nego i po raspodjeli teških elemenata, uključujući kisik.

Kada su pronašli najbliže podudaranje, taj je model poslužio za rekonstrukciju vjerojatnog razvoja galaksije. Istraživači su mogli pratiti kako se galaksija mijenjala kroz vrijeme, kako je raslo središte, kada se širio disk i kakvu su ulogu imala spajanja s manjim galaksijama.

Ovakva kombinacija preciznih opservacija i računalnih simulacija jedan je od najzanimljivijih dijelova istraživanja. Ona ne polazi samo od današnje fotografije galaksije, nego od kemijskog rasporeda koji je ostao nakon milijardi godina stvaranja zvijezda, dotoka plina i galaktičkih susreta.

Što NGC 1365 može reći o Mliječnoj stazi

Istraživanje NGC 1365 važno je i zato što astronomi žele razumjeti kako nastaju spiralne galaksije poput Mliječne staze. Takve galaksije nisu samo zvijezdani skupovi. U njima nastaju, kruže i šire se elementi poput kisika, koji poslije ulaze u nove zvijezde, planete i međuzvjezdani materijal.

Ova studija pokazuje da se detaljna kemijska arheologija može primijeniti i izvan naše galaksije. Dosad je takav pristup najprirodnije bilo razvijati u Mliječnoj stazi, gdje astronomi mogu proučavati mnogo pojedinačnih zvijezda i oblaka plina. NGC 1365 pokazuje da se i u drugim spiralnim galaksijama može čitati povijest rasta ako su opservacije dovoljno precizne i ako se povežu s dobrim modelima.

Otvorena su važna pitanja. Nije jasno grade li većina spiralnih galaksija najprije svoja središta, a zatim polako šire vanjske diskove, kao što se čini u slučaju NGC 1365. Nije potpuno jasno ni koliki je udio spajanja s manjim galaksijama, a koliki mirnijeg dotoka plina iz okolnog prostora.

Posebno je zanimljiva usporedba s Mliječnom stazom. Ako se pokaže da su obje galaksije rasle na sličan način, NGC 1365 mogla bi postati važan primjer za razumijevanje nastanka velikih spiralnih sustava. Ako se pokaže da su njihove povijesti bitno drukčije, ista će galaksija pomoći astronomima da bolje odrede koliko različiti mogu biti putovi koji na kraju stvore sličan spiralni oblik

Ivan Petričević

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.