Ultra - zwarte galaktyki wczesnego Wszechświata

Rob. M

Dziewięć występujących we wczesnym Wszechświecie młodych, niezwykle zwartych galaktyk odkryli astronomowie analizując dane zebrane podczas obserwacji prowadzonych przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a oraz teleskopy W.M. Keck Observatory na Hawajach.

Odkrycie zostało omówione w pracy, która ukazała się w czasopismie ,,The Astrophysical Journal Letters" z dnia 10 kwietnia 2008.

Nowo odkryte obiekty znajdują się w odległości 11 miliardów lat świetlnych i pomimo niewielkich rozmiarów - średnica rzędu 5000 lat świetlnych - posiadają masę porównywalną z masą Naszej Galaktyki tj. około 200 miliardów mas Słońca. Każda z tych galaktyk mogłaby z powodzeniem zmieścić się w centralnym zgrubieniu Drogi Mlecznej.

Kierujący badaniami Pieter G. van Dokkum z Yale University w New Haven powiedział: ,,Tak zwarte galaktyki stanowią dla nas zagadkę, gdyż nigdy wcześniej nie obserwowano podobnych obiektów w takiej odległości. Niewyjaśnioną kwestią pozostaje sposób, w jaki galaktyki te ewoluowały przez następne 11 miliardów lat, aby stać się dużymi obiektami, które obecnie powszechnie obserwujemy. Jednym z możliwych rozwiązań są zderzenia z innymi galaktykami, ale taki scenariusz może okazać się niewystarczający".

Analiza obserwacji wykonanych przez Teleskop Hubble'a oraz teleskopy W.M. Keck Observatory, a także wcześniejszych badań prowadzonych za pomocą spektrografu dla bliskiej podczerwieni zainstalowanego na teleskopie Gemini South na Cerro Pachon w Chile pozwoliła nie tylko określić rozmiary i masę nowo odkrytych galaktyk, ale także wyznaczyć wiek składających się na nie gwiazd. Wynosi on od pół miliarda do jednego miliarda lat, a większość masywnych gwiazd zakończyła już swoje gwiezdne życie w eksplozji supernowej.

Naukowcy obliczyli również prędkość orbitalną gwiazd w dysku nowo odkrytych galaktyk, która wynosi od 400 do 500 kilometrów na sekundę. Prędkość ta znacznie przewyższa prędkość orbitalną gwiazd w dysku Drogi Mlecznej, która poza zgrubieniem centralnym waha się w granicach od 200 do 250 km/s.

Jaki proces doprowadził do uformowania się tak małych, a równocześnie niezwykle gęstych galaktyk? Zdaniem van Dokkuma istotne znaczenie miało oddziaływanie ciemnej materii oraz gazu wodorowego we wczesnych stadiach ewolucji Wszechświata. Wpływ pola grawitacyjnego ciemnej materii powodował, że skupiska gazu wodorowego zaczynały coraz szybciej wirować czego efektem były gwałtowne procesy gwiazdotwórcze.

Obiekty o podobnych rozmiarach odkrył wcześniej w Głębokim Polu Hubble'a (ang. Hubble Deep Field - HDF) inny zespół astronomów, jednakże - w przeciwieństwie do galaktyk zaobserwowanych przez zespół van Dokkuma - w przypadku HDF są to galaktyki znacznie mniej masywne.