Astronomii au descoperit că galaxiile mor mai devreme decât se credea

O echipă internațională condusă de Universitatea din Geneva (UNIGE) a descoperit că galaxiile „roșii și moarte” pot fi găsite la doar 700 de milioane de ani după Big Bang, ceea ce sugerează că galaxiile încetează să mai formeze stele mai devreme decât prevăd modelele teoretice.

Pentru mult timp, astronomii au crezut că numai galaxiile active, care formează stele, ar putea fi observate în Universul timpuriu. Însă Telescopul Spațial James Webb (JWST) arată că galaxiile au încetat să mai producă stele mult mai devreme decât se așteptau cercetătorii.

• A fost descoperită o legătură surprinzătoare între furtunile solare și cutremure
• Oamenii de știință programează bacterii pentru a devora tumorile canceroase

O descoperire recentă realizată de o echipă internațională, condusă de astronomi de la Universitatea din Geneva (UNIGE), accentuează discrepanța dintre modelele teoretice ale evoluției cosmice și observațiile reale.

Dintre sutele de spectre obținute prin programul RUBIES al telescopului Webb, echipa a identificat o galaxie-record, care încetase deja să mai formeze stele într-o epocă în care galaxiile ar fi trebuit să crească rapid. Acest studiu a fost publicat în Astrophysical Journal.

În Universul timpuriu, o galaxie obișnuită acumulează gaz din mediul intergalactic și îl transformă în noi stele. Pe măsură ce masa sa crește, atrage mai mult gaz, accelerând formarea stelelor. Cu toate acestea, acest proces nu continuă la nesfârșit din cauza unui fenomen numit „înăbușire”.

De ce se opresc galaxiile din creștere?

În Universul local, aproximativ jumătate dintre galaxii au încetat să mai formeze stele – ele sunt descrise ca fiind „stinse”, „înăbușite” sau „roșii și moarte”. Aceste galaxii apar roșii, deoarece nu mai conțin stele tinere, albastre și strălucitoare, ci doar stele mai vechi, mai mici și mai roșii.

Un număr neobișnuit de mare de galaxii „moarte” se găsește printre galaxiile masive, care au de obicei forme eliptice. În mod normal, formarea unor astfel de galaxii durează foarte mult, deoarece trebuie să producă mai întâi un număr mare de stele, înainte ca acest proces să se oprească definitiv.

Încă rămâne un mister ce cauzează, de fapt, acest fenomen de înăbușire. „Descoperirea primelor exemple de galaxii masive stinse (MQG) în Universul timpuriu este crucială, deoarece oferă indicii despre mecanismele posibile de formare a acestora”, explică Pascal Oesch, profesor asociat la Departamentul de Astronomie al UNIGE și coautor al studiului.

Odată cu avansarea tehnologiei, în special a spectroscopiei în infraroșu apropiat, astronomii au confirmat existența galaxiilor masive stinse (MQG) la epoci cosmice din ce în ce mai timpurii, scrie EurekAlert.

Abundența acestor galaxii a fost greu de explicat prin modelele actuale de formare a galaxiilor, care prezic că acest proces ar trebui să dureze mai mult.

Observații care contrazic modelele teoretice

Cu ajutorul JWST, această discrepanță a fost extinsă până la un 1,2 miliarde de ani după Big Bang, unde mai multe galaxii masive stinse au fost confirmate în ultimii ani. Noua descoperire a echipei UNIGE arată că aceste galaxii s-au format chiar mai devreme și mai rapid decât se credea.

În Ciclul 2 al JWST, programul RUBIES – unul dintre cele mai ample programe europene de cercetare extragalactică, utilizând instrumentul NIRSpec – a obținut spectre pentru mii de galaxii, inclusiv sute de surse noi descoperite prin primele imagini JWST.

Dintre aceste spectre, astronomii au identificat cea mai îndepărtată galaxie stinsă descoperită până acum, care a încetat să mai formeze stele la doar ~700 de milioane de ani după Big Bang.

Spectrul obținut cu NIRSpec/PRISM dezvăluie o populație stelară surprinzător de veche, într-un Univers încă foarte tânăr. Modelarea detaliată a spectrului și a datelor imagistice arată că galaxia a format o masă stelară de peste 10 miliarde de mase solare în primele 600 de milioane de ani după Big Bang, înainte de a opri brusc formarea stelelor – confirmând astfel natura sa stinsă.

O galaxie „moartă” care doboară recorduri

„Descoperirea acestei galaxii, numită RUBIES-UDS-QG-z7, implică faptul că galaxiile masive stinse din primul miliard de ani al Universului sunt de peste 100 de ori mai numeroase decât orice model prezis până acum”, explică Andrea Weibel, doctorand la Departamentul de Astronomie al UNIGE și primul autor al studiului.

Dimensiunea extrem de mică a galaxiei RUBIES-UDS-QG-z7, estimată la doar ~650 de ani-lumină, sugerează o densitate stelară extrem de mare.

Aceste galaxii sunt susceptibile să evolueze în nucleele galaxiilor eliptice masive din Universul local.

„RUBIES-UDS-QG-z7 reprezintă prima dovadă solidă că nucleele unor galaxii eliptice gigantice din apropiere ar putea exista încă din primele sute de milioane de ani ale Universului”, concluzionează Anna de Graaff, cercetător postdoctoral la Institutul Max Planck pentru Astronomie din Heidelberg, investigator principal al programului RUBIES și al doilea autor al studiului.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Astronomii au rezolvat misterul galaxiilor cu „pene”

Telescopul Hubble a „tras cu ochiul” la coconii care formează stele într-o galaxie vecină

Telescopul Webb a descoperit că galaxiile din Universul îndepărtat se rotesc în aceeași direcție

Telescopul Hubble dezvăluie ,,ecosistemul” galaxiei Andromeda