– Ścigaliśmy tę konkretną galaktykę od siedmiu lat – opowiada prof. Karl Glazebrook, astronom związany obecnie z australijską Politechniką Swinburne w Australii. – Spędziliśmy godziny, obserwując ją poprzez dwa największe ziemskie teleskopy. Chcieliśmy dowiedzieć się, kiedy powstała. Jednak była zbyt czerwona i zbyt słabo widoczna, żeby dało się to zmierzyć – opowiada badacz.
Pomocny okazał się dopiero Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pracujący daleko poza ziemską orbitą. Dzięki niemu okazało się, że „ścigana” przez międzynarodowy zespół astronomów masywna galaktyka pochodzi z bardzo wczesnego Wszechświata. Ma 11,5 mld lat. W jej skład wchodzi populacja gwiazd starszych aż o 1,5 mld lat.
I tu pojawia się problem. Badana galaktyka ma więcej gwiazd niż dzisiejsza Droga Mleczna. Obecne modele powstawania galaktyk nie tłumaczą, jak tak duży obiekt mógł się uformować niedługo po Wielkim Wybuchu.
Jak powstają galaktyki?
Teoria zakłada, że im bardziej cofamy się w czasie, tym mniej masywnych galaktyk powinno być we Wszechświecie. By powstały galaktyki składające się z milionów i miliardów gwiazd, muszą istnieć potężne skupiska materii – zwykłej, ale przede wszystkim ciemnej.
– Powstawanie galaktyk jest w dużej mierze podyktowane koncentracją ciemnej materii – mówi prof. Claudia Lagos z Uniwersytetu Zachodniej Australii. – Istnienie niezwykle masywnych galaktyk na tak wczesnym etapie Wszechświata stwarza poważne wyzwania dla standardowego modelu kosmologii. Nie sądzimy, aby masywne struktury ciemnej materii, w których znajdują się te galaktyki, miały czas na uformowanie się – tłumaczy badaczka cytowana w informacji prasowej.
Innymi słowy: galaktyka o potężnej masie, która powstała już ok. 2 mld lat po Wielkim Wybuchu, teoretycznie nie miałaby z czego się uformować.
„Uśpiona” galaktyka
Odkryty obiekt kryje jeszcze jedną niespodziankę. Badacze opisują go jako masywną „uśpioną” galaktykę (ang. massive quiescent galaxy). To oznacza, że nie powstają w niej już nowe gwiazdy. Dlaczego? Nie wiadomo. Jak mówi dr Themiya Nanayakkara, jeden z członków międzynarodowego zespołu badawczego, odpowiadają za to „tajemnicze mechanizmy”, które doprowadziły tę galaktykę do nagłego zaprzestania tworzenia nowych gwiazd. Tym dziwniejsze, że nowe słońca powstawały i powstają w innych częściach Wszechświata.
− Wykroczyliśmy poza granice możliwego, potwierdzając istnienie najstarszych, masywnych uśpionych potworów istniejących głęboko w kosmosie – podsumowuje Nanayakkara. Prof. Glazebrook zwraca z kolei uwagę, że na razie udało się natrafić tylko na jedną taką nietypową galaktykę. − Choć jest bardzo efektowny, to tylko jeden obiekt. Mamy jednak nadzieję znaleźć ich więcej. Jeśli nam się to uda, nasze wyobrażenia o powstawaniu galaktyk zostaną wywrócone do góry nogami – mówi Glazebrook, główny autor pracy opublikowanej w „Nature”.
Co to jest przesunięcie ku czerwieni?
Odkrycie było możliwe dzięki dokładnemu zmierzeniu przesunięcia ku czerwieni badanej galaktyki oraz jej najstarszej grupy gwiazd. Okazało się, że dla galaktyki ZF-UDS-7329 wynosiło ono 3,2, zaś dla gwiazd starszych od niej o 1,5 mld lat – 11. Co oznacza to pojęcie?
Przesunięcie ku czerwieni to przesunięcie barwy światła galaktyki albo gwiazdy spowodowane ich oddalaniem się od nas. Wszechświat cały czas się rozszerza. Im dalej znajduje się dany obiekt, tym jego światło docierające do nas jest bardziej czerwone (jego fala się wydłuża, a odległości między jej szczytami rosną). Co ciekawe, gdyby kosmos się kurczył, światło zbliżających się do nas obiektów byłoby przesunięte ku fioletowi.
Astronomowie używają przesunięcia ku czerwieni w przypadku bardzo odległych obiektów, by określić, jak szybko się od nas oddalają. Jeżeli np. o galaktyce mówi się, że jest na przesunięciu ku czerwieni, dodaje się również numer: 2, 3 i więcej. Czym większy numer, tym dany obiekt znajduje się dalej, a w konsekwencji – szybciej się oddala.
