2 Παράξενοι αρχαίοι γαλαξίες που βρέθηκαν σε μια κολοσσιαία θάλασσα σκοτεινής ύλης

Ζευγάρια γαλαξιών του πρώιμου σύμπαντος

Εντύπωση ενός καλλιτέχνη για ένα ζευγάρι γαλαξιών από το πολύ πρώιμο σύμπαν. (Πιστωτική εικόνα: D. Berry/NRAO/AUI/NSF)



Δύο τεράστιοι γαλαξίες που παρατηρήθηκαν να συγχωνεύονται στο μακρινό σύμπαν έχουν κάνει τους αστρονόμους να ξανασκεφτούν την κορυφαία θεωρία για το πώς σχηματίζονται οι γαλαξίες.

Όταν το σύμπαν ήταν στα σπάργανα, οι πρώτοι γαλαξίες ήταν μικροί «νάνοι γαλαξίες» που συσσωρεύτηκαν για να σχηματίσουν τους μεγαλύτερους γαλαξίες που φαίνονται σήμερα. Γνωστή ως ιεραρχικός σχηματισμός, αυτή η θεωρία προτείνει ότι οι γαλαξίες σχηματίζονται σε μια βήμα προς βήμα διαδικασία καθώς μικρότεροι γαλαξίες έλκονται μαζί από την αμοιβαία βαρυτική τους έλξη.





Αλλά τώρα, η πρόσφατη ανακάλυψη δύο μακρινών γαλαξιών που είναι ασυνήθιστα τεράστιοι οδήγησε τους αστρονόμους να επανεξετάσουν αυτήν τη θεωρία επειδή υποδηλώνει ότι αυτοί οι νάνοι γαλαξίες συγκεντρώθηκαν σε μεγάλους γαλαξίες πολύ πιο γρήγορα από ό, τι πιστεύαμε.

Αστρονόμοι στο Aracama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή διαπίστωσαν με έκπληξη ότι αυτοί οι γιγαντιαίοι γαλαξίες υπήρχαν όταν το σύμπαν ήταν μόλις 780 εκατομμυρίων ετών, ή περίπου το 5 τοις εκατό της τρέχουσας ηλικίας του στα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Επειδή το φως από αυτούς τους γαλαξίες χρειάζεται περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη, οι αστρονόμοι που παρατηρούν αυτούς τους γαλαξίες κοιτάζουν πίσω στο χρόνο πώς εμφανίστηκαν οι γαλαξίες πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια.



«Με αυτές τις εξαιρετικές παρατηρήσεις ALMA, οι αστρονόμοι βλέπουν τον πιο μαζικό γαλαξία που ήταν γνωστός στα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος στη διαδικασία της συναρμολόγησής του», δήλωσε ο Dan Marrone, αναπληρωτής καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson και κύριος συγγραφέας το νέο χαρτί, ανέφερε σε δήλωσή του Το

Μια σύνθετη εικόνα δείχνει τα δεδομένα ALMA των δύο γαλαξιών του SPT0311-58 με κόκκινο χρώμα. Αυτοί οι γαλαξίες εμφανίζονται σε μια εικόνα φόντου από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.



Μια σύνθετη εικόνα δείχνει τα δεδομένα ALMA των δύο γαλαξιών του SPT0311-58 με κόκκινο χρώμα. Αυτοί οι γαλαξίες εμφανίζονται σε μια εικόνα φόντου από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.(Πιστωτική εικόνα: Marrone, et al. / B. Saxton / AUI / NSF / ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / NASA / ESA / Hubble)

«Συνήθως το θεωρούμε ως την εποχή των μικρών γαλαξιών που εργάζονται σκληρά για να μασήσουν το ουδέτερο διαγαλαξιακό μέσο», είπε ο Marrone. Η ενίσχυση των παρατηρητικών στοιχείων με το ALMA, ωστόσο, βοήθησε στην αναδιαμόρφωση αυτής της ιστορίας και συνεχίζει να σπρώχνει τον χρόνο κατά τον οποίο πραγματικά τεράστιοι γαλαξίες πρωτοεμφανίστηκαν στο σύμπαν ».

Την ίδια περίπου εποχή στο αρχαίο σύμπαν, σκοτεινή ύλη - μια μυστηριώδης, αόρατη μορφή ύλης που αντιπροσωπεύει περίπου το ένα τέταρτο της μάζας του σύμπαντος - άρχισε επίσης να σχηματίζει συστάδες. Καθώς η βαρύτητα συγκέντρωνε συστάδες τόσο της ορατής ύλης όσο και της σκοτεινής ύλης, οι γαλαξίες γεννήθηκαν μέσα σε «φωτοστέφανα» σκοτεινής ύλης. Κατά κάποιο τρόπο, η σκοτεινή ύλη λειτουργεί ως σκαλωσιά για τους νεαρούς γαλαξίες καθώς σχηματίζονται παρέχοντας τη βαρύτητα που απαιτείται για να τραβήξει τη μάζα μαζί.

Σε αυτή την περίπτωση, οι αστρονόμοι είδαν ότι και οι δύο γιγάντιοι γαλαξίες βρίσκονται μέσα σε ένα ακόμη πιο τεράστιο φωτοστέφανο σκοτεινής ύλης. Οι ερευνητές είπαν ότι αυτό είναι ένα από τα μεγαλύτερα παραδείγματα φωτοστέφανου σκοτεινής ύλης που ανακαλύφθηκε ποτέ.

Συμπληρωματικά, οι δύο γαλαξίες φαίνεται να συγχωνεύονται και κάποτε θα σχηματίσουν «τον μεγαλύτερο γαλαξία που παρατηρήθηκε ποτέ εκείνη την περίοδο στην κοσμική ιστορία», ανέφεραν οι αξιωματούχοι της ALMA στη δήλωση. «Αυτή η ανακάλυψη παρέχει νέες λεπτομέρειες σχετικά με την εμφάνιση μεγάλων γαλαξιών και τον ρόλο που παίζει η σκοτεινή ύλη στη συναρμολόγηση των πιο μαζικών δομών στο σύμπαν».

Οι δύο γαλαξίες, συλλογικά γνωστοί ως SPT0311-58, εντοπίστηκαν αρχικά από αστρονόμους στο τηλεσκόπιο του Νότου Πόλου στην Ανταρκτική. Αρχικά, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο SPT0311-58 ήταν ένας μόνο γαλαξίας, αλλά περαιτέρω παρατηρήσεις από το ALMA διαπίστωσαν ότι το SPT0311-58 είναι στην πραγματικότητα ένα ζευγάρι τεράστιων γαλαξιών.

«Υπάρχουν περισσότεροι γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν με το τηλεσκόπιο του Νότου Πόλου, τους οποίους παρακολουθούμε», δήλωσε ο Χοακίν Βιεϊρά, συν-συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις. «Η ελπίδα μας είναι να βρούμε περισσότερα τέτοια αντικείμενα, πιθανόν ακόμη πιο μακρινά, για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτόν τον πληθυσμό ακραίων σκονισμένων γαλαξιών και ιδιαίτερα τη σχέση τους με τον μαζικό πληθυσμό γαλαξιών σε αυτήν την εποχή».

Η μελέτη ήταν δημοσιεύτηκε διαδικτυακά σήμερα (6 Δεκεμβρίου) στο περιοδικό Nature Το

Στείλτε email στην Hanneke Weitering στη διεύθυνση hweitering@space.com ή ακολουθήστε την @hannekescience Το Ακολουθησε μας @Spacedotcom , Facebook και Google+ Το Αρχικό άρθρο για Space.com Το