Galaktikos seniai, seniai, buvo labai vaisingos; jie pagimdė žvaigždes bent dešimt kartų greičiau nei mes matome šiandien.
Kodėl? Ar tada buvo daugiau daiktų, kad būtų žvaigždės? O gal tuometinės galaktikos buvo efektyvesnės kuriant žvaigždes? Ar kažkas kita??
Dr Linda Tacconi iš Vokietijos „Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik“ paskatino tarptautinę astronomų komandą išsiaiškinti, kodėl ... ir atrodo, kad atsakymas yra tas, kad jaunos galaktikos buvo įmerktos į žiaunas dujomis.
„Mums pirmą kartą pavyko aptikti ir pavaizduoti šaltąsias molekulines dujas normaliose žvaigždžių formavimo galaktikose, kurios atspindi tipiškas masyvių galaktikų populiacijas netrukus po Didžiojo sprogimo“, - sakė dr. Tacconi.
Sudėtingi stebėjimai suteikia pirmąjį žvilgsnį, kaip galaktikos, tiksliau tariant, šaltos dujos šiose galaktikose atrodė praėjus vos 3–5 milijardams metų po Didžiojo sprogimo (atitinka kosmologinį raudonojo poslinkio diapazoną nuo z ~ 2 iki z ~ 1). Atrodo, kad šiame amžiuje galaktikos daugiau ar mažiau nepertraukiamai formavo žvaigždes ir bent dešimt kartų viršijo greitį, panašų į panašias vietinės visatos masių sistemas.
Dabar gana gerai žinoma, kad galaktikos, susidariusios iš proto galaktikų, kurios pačios susiformavo vietiniame per dideliame tankyje, kuriose vyrauja šaltos tamsiosios medžiagos - tamsiosios medžiagos halos - kur naujai neutralus vandenilis ir helis kaupėsi ir atvėso. Susidūrimai ir susijungimai, taip pat kai kurie nuolatiniai dujų susikaupimai protogalaktikose susiformavo jaunose galaktikose, praėjus keliems milijardams metų po Didžiojo sprogimo - trumpai tariant, hierarchine formacija.
Išsamūs šaltų dujų, jų pasiskirstymo ir dinamikos stebėjimai vaidina pagrindinį vaidmenį išskaidant sudėtingus mechanizmus, atsakingus už tai, kad pirmosios protogalaktikos būtų paverstos šiuolaikinėmis galaktikomis, tokiomis kaip Pieno kelias. Didelis tolimų, šviečiančių žvaigždžių formavimo galaktikų tyrimas Plateau de Bure milimetro interferometro tyrime, dabar davė proveržį, tiesiogiai žiūrint į žvaigždžių formavimosi „maistą“. Tyrimas pasinaudojo svarbiais naujausiais observatorijos radiometrų jautrumo patobulinimais, atlikdamas pirmąjį sistemingų normalių masyvių galaktikų šaltų dujų (žymimų anglies monoksido molekulės sukimosi linija) savybių tyrimą, kai Visatoje buvo 40% ( z = 1,2) ir 24% (z = 2,3) dabartinio amžiaus. Ankstesni stebėjimai daugiausia apsiribojo retais, labai šviečiančiais objektais, įskaitant galaktikų susiliejimus ir kvazarus. Naujasis tyrimas užfiksuoja masyvias žvaigždes formuojančias galaktikas, atspindinčias „normalią“, vidutinę galaktikų populiaciją šioje masės ir raudonojo poslinkio diapazone.
„Kai maždaug prieš metus pradėjome programą, - sako dr. Tacconi, - mes negalėjome būti tikri, kad net ką nors aptinkame. Tačiau pastebėjimai buvo sėkmingi, viršijant mūsų optimistines viltis. Mes sugebėjome parodyti, kad masyviose normaliose galaktikose, esančiose ties z ~ 1,2 ir z ~ 2,3, dujų buvo penkis – dešimt kartų daugiau, nei matome vietinėje visatoje. Atsižvelgiant į tai, kad šios galaktikos ilgą laiką intensyviai gamino dujas, tai reiškia, kad dujos turėjo būti nuolat papildomos tamsiosios medžiagos halų išsiskyrimu, puikiai suderinant su naujausiais teoriniais darbais. “
Kitas svarbus šių stebėjimų rezultatas yra pirmieji erdviškai išspręsti šaltų dujų pasiskirstymo ir judesių keliose galaktikose vaizdai. „Ši apklausa atvėrė duris visiškai naujai galaktikų evoliucijos tyrinėjimo krypčiai“, - sako IRAM direktorius Pierre'as Coxas. „Tai tikrai jaudinantis dalykas ir dar daug kas dar laukia“.
„Šie įspūdingi atradimai suteikia mums svarbių užuominų ir suvaržymų naujos kartos teoriniams modeliams, kuriuos naudosime išsamiau ištyrdami ankstyvuosius galaktikų vystymosi etapus“, - sako Andreasas Burkertas, žvaigždžių formavimo ir galaktikų evoliucijos specialistas, atstovaujantis Vokietijos kompetencijai. Klasterio visata. „Galų gale šie rezultatai padės suprasti mūsų Pieno kelio kilmę ir raidą“.
Apie „EGS 1305123“ atvaizdą: Erdviniu būdu išskiriami tipiškos didžiulės galaktikos optiniai ir milimetriniai vaizdai, kai raudonasis poslinkis yra z = 1,1 (5,5 milijardo metų po Didžiojo sprogimo). Kairysis vaizdas buvo padarytas naudojant Hablo kosminį teleskopą V ir I optinėse juostose, atliekant tolimų galaktikų AEGIS tyrimą. Dešinysis vaizdas yra išmetamo CO 3–2 perdanga, stebima naudojant PdBI (raudonos / geltonos spalvos), išdėstytą I vaizde (pilka). Pirmą kartą šie stebėjimai aiškiai parodo, kad molekulinės linijos spinduliavimas ir optinė šviesa iš masyvių žvaigždžių atsekia masyvų, besisukantį diską, kurio skersmuo yra ~ 60 000 šviesos metų. Šio disko dydis ir struktūra yra panašūs, kaip matyti z ~ 0 diskų galaktikose, tokiose kaip Pieno kelias. Tačiau šaltų dujų masė šiame diske yra maždaug maždaug viena tvarka didesnė nei tipinėse z ~ 0 diskų galaktikose. Tai paaiškina, kodėl aukšto z lygio galaktikos gali sudaryti nepertraukiamai maždaug dešimt kartų daugiau nei tipiškos z ~ 0 galaktikos.
Šaltiniai: Makso Planko nežemiškos fizikos institutas, Tacconi ir kt. (2010), „Nature 463, 781“ (priešspausdinimas: „arXiv“: 1002.2149)
