Objeveny staré galaxie v mladém vesmíru

Mezinárodní tým astronomů objevil nejvzdálenější příklady galaxií v období raného vesmíru, které již v té době byly dospělé a hmotné a prakticky penzionované jako „galaktické babičky“. Nejednalo se tedy o galaxie se vznikajícími novými hvězdami.

Nový článek astronomů z Macquarie University, Australian Astronomical Observatory (AAO) a Swinburne University of Technology publikovaný v časopise Astrophysical Journal Letters vyvolal nové otázky týkající se mladého vesmíru: jaké síly urychlily vývoj těchto galaxií, že zdánlivě vypadají jako dospělé?

„Astronomové vědí o velkém počtu mladých galaxií v raném vesmíru, v nichž aktivně probíhá tvorba nových hvězd,“ říká spoluautor článku Lee Spilter. „Postupně jsme objevili galaxie, u nichž již tato fáze neprobíhá: ve skutečnosti tyto galaxie odešly do důchodu v době, kdy stáří vesmíru činilo pouhých 12 % jeho současného věku. Protože se tyto galaxie zformovaly tak rychle, je zřejmé, že prodělaly explozivní periodu vzniku nových hvězd a pak odešly na odpočinek.“

Lee Spilter, pracovník Macquarie University a AAO, se připojil k týmu při využívání „hlubokých“ snímků v oboru blízkého infračerveného záření za účelem pátrání po galaxiích v mladém vesmíru, které se projevují červenou barvou. Charakteristické červené zbarvení ukazuje na přítomnost starých hvězd a na nepřítomnost aktivní tvorby hvězd nových.

„Tyto vzdálené a rané masivní galaxie jsou svatým grálem astronomie,“ říká professor Karl Glazebrook, ředitel Centre for Astrophysics and Supercomputing at Swinburne University of Technology. „Před 15 roky se dokonce předpokládalo, že nemohou existovat v mezích kosmologických modelů upřednostňovaných v té době. V roce 2004 jsem napsal článek o zjištění, že takové galaxie mohly existovat teprve 3 miliardy roků po Velkém třesku. Nyní v důsledku zlepšených technologií jsme se posunuli zpět v čase do doby 1,6 miliardy roků, což je opravdu vzrušující.“

Astronomové lokalizovali 15 galaxií v průměrné vzdálenosti 12 miliard světelných roků od Země, což znamená, že vznikly pouze 1,6 miliardy roků po Velkém třesku. Galaxie jsou stěží pozorovatelné v oboru viditelného světla a lze je tudíž přehlédnout, avšak na snímcích pořízených v oboru blízkého infračerveného záření je lze snadno studovat, z čehož můžeme usuzovat, že obsahují již více než 100 miliard hvězd na každou průměrnou galaxii.

Závěry vedou k novým otázkám: jak se mohly tyto galaxie zformovat tak rychle a proč ukončily vznik hvězd tak brzy?

„Velké množství faktů svědčících o tom, že existují, je pro astronomy záhadou,“ říká Lee Spilter. „Galaxie, podobně jako lidé, s postupem času dospívají. Některé dramaticky, v podobě explozivní fáze. Ta může způsobit, že galaxie rychle dospěje, odejde na penzi a přestane produkovat nové hvězdy. Budeme zkoumat ještě vzdálenější galaxie a pokusíme se jim lépe porozumět.“

Galaxie byly objeveny během 40 pozorovacích nocí pomocí kamery FourStar umístěné na dalekohledu Magellan Baade Telescope v Chile a tato data byla v rámci programu Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) zkombinována s údaji ze dvou kamer (WFC3 a ACS) na palubě Hubblova kosmického dalekohledu HST na základě přehlídky Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). Použitím speciálních filtrů byly vytvořeny detailní snímky v oblasti blízkého infračerveného spektra. Astronomové byli schopni změřit přesné vzdálenosti několika tisíc vzdálených galaxií a zhotovit trojrozměrnou mapu jejich rozložení v mladém vesmíru.

Zdroj: http://phys.org/news/2014-03-granny-galaxies-early-universe.html

autor: František Martinek