Vuonna 1926 kuuluisa tähtitieteilijä Edwin Hubble kehitti morfologisen luokituksen galakseihin. Tämä menetelmä jakoi galaksit kolmeen perusryhmään - elliptiseen, spiraaliin ja linssimäiseen. Siitä lähtien tähtitieteilijät ovat käyttäneet huomattavaa aikaa ja vaivaa selvittääkseen, kuinka galaksit kehittyvät useiden miljardien vuosien aikana ja miksi ne ottavat tarkan muodon, jonka ne lopulta ottavat.
Yksi suosituimmista ja yleisimmistä hypoteeseista tässä suhteessa on se, joka selittää galaksien muodon muutoksen niiden sulautumisen seurauksena, kun keskinäisen painovoiman hallitsemat kompaktimmat tähtijoukot sulautuvat yhteen ja muodostavat siten galaksien muodon ja lopullisen ulkonäön ajan myötä. Kansainvälisen tutkijaryhmän uuden tutkimuksen mukaan galaksien muotoon ja kokoon voi kuitenkin vaikuttaa uusien tähtien esiintyminen niiden keskialueilla.
Tutkimusta johti tutkijatohtori Ken-Ichi Tadaki yhteistyössä maan ulkopuolisen fysiikan Max Planckin instituutin ja Japanin kansallisen tähtitieteellisen observatorion (NAOJ) kanssa. Saadakseen täydellisemmän kuvan galaktisesta metamorfoosista tutkijat ovat suorittaneet sarjan havaintoja hyvin kaukaisista galakseista.
Galaksien evoluutiokaavio
Tutkimuksessa käytettiin useita kaukoputkia, joiden avulla tähtitieteilijät havaitsivat 25 galaksia, jotka sijaitsevat noin 11 miljardin valovuoden päässä Maasta. Tällä etäisyydellä tutkijat todella havaitsivat galaksit, kun ne näyttivät täsmälleen tältä tältä 11 miljardia vuotta sitten, eli noin 3 miljardia vuotta Suuren Bangin jälkeen. Tähtitieteilijät pitävät tätä aikaa universumin galaktisen muodostumisen huippuaktiivisuuden ajanjaksona, jolloin suurin osa galakseista muodostui.
”Uskottiin, että massiiviset elliptiset galaksit muodostuivat galaktisten levyjen törmäyksistä. Emme kuitenkaan ole varmoja, onko tällainen galaktien välinen tapahtuma koskaan vaikuttanut kaikkiin elliptisiin galakseihin. Uskomme, että on olemassa vaihtoehtoinen vaihtoehto”, Tadaki sanoi Japanin tähtitieteellisen observatorion verkkosivustolle julkaistussa lehdistötiedotteessa.
Näiden kaukaisten galaksien hienovaraisen valon sieppaaminen osoittautui pelottavaksi tehtäväksi, joka vaati tutkijoiden käyttämään kahta maanpäällistä ja yhtä avaruusteleskooppia. Ensinnäkin he käyttivät 8,2 metrin Subaru-kaukoputkea Havaijilla etsimään 25 galaksia. Kohteet havaittiin sitten Hubble-avaruusteleskoopilla ja Chilessä sijaitsevalla maanpäällisellä Atacama Large Millimeter-Wave -antenniryhmällä (ALMA).
Hubble sieppasi galaksien valon määrittääkseen niiden muodon (mikä oli 11 miljardia vuotta sitten), ALMA: n avulla tutkijat tutkivat kylmien pöly- ja kaasupilvien lähettämiä submillimetriaaltoja, paikkaa, jossa uudet tähdet syntyivät. Vertaamalla molempien havaintojen tuloksia tähtitieteilijät pystyivät tarjoamaan yksityiskohtaisen kuvan siitä, miltä nämä galaksit näyttivät 11 miljardia vuotta sitten, kun niiden muoto oli vielä muuttumassa.
Mainosvideo:
Tarkkailemme galaksia 11 miljardin valovuoden päässä
Tutkijoiden havaitsema osoittautui erittäin paljastavaksi. Hubble-kuvat osoittivat, että varhaisia galakseja hallitsi levykomponentti eikä keskipalkki, jonka olemme tottuneet yhdistämään spiraali- ja linssimäisiin galakseihin. Samanaikaisesti ALMA-kuvat osoittivat, että massiiviset kaasu- ja pölysäiliöt voisivat sijaita lähellä näiden galaksien keskustaa, jonka sisällä tapahtuu erittäin aktiivista tähtien muodostumista.
Poistamaan mahdollisuuden, että galaksien sulautuminen voi aiheuttaa tällaisen voimakkaan tähtien muodostumisen, tutkijat käyttivät myös Chilen Paranalin observatoriossa sijaitsevan ESO: n erittäin suuren teleskoopin tietoja.
”Täällä meillä on vahvaa näyttöä siitä, että tiheät galaktiset ytimet voivat muodostua ilman galaktisia törmäyksiä. Ne voivat muodostua erittäin aktiivisesta tähtien muodostumisesta aivan galaksin sydämessä”, Tadaki sanoi.
Tämän tutkimuksen tulokset voisivat pakottaa tähtitieteilijät ajattelemaan uudelleen galaktisen evoluution nykyisiä malleja ja teorioita sekä näkökohtia, kuten kuinka galaksit kehittävät esteitä ja spiraalivarret. Tutkimus voi johtaa myös kosmologisten evoluutiomallien tarkistamiseen, puhumattakaan oman galaksimme historiasta.
Kuka tietää, ehkä tämä pakottaa myös tähtitieteilijät miettimään ennusteitaan uudelleen siitä, mitä voi tapahtua, kun Linnunradan galaksimme ja Andromeda törmäävät muutaman miljardin vuoden kuluttua. Mitä enemmän ja syvemmät tutkijat katsovat avaruuteen, sitä enemmän yllätyksiä se aiheuttaa. Ja joka kerta, kun havaitut havainnot eivät vastaa odotuksiamme, tämä pakottaa tutkijat tarkistamaan hyväksyttyjä hypoteeseja maailmankaikkeuden evoluutiosta.
Nikolay Khizhnyak