Εκπληκτική νέα άποψη του νεαρού σύμπαντος

Πηγή: Space.com, 14 Μαρτίου 2005

Νέες παρατηρήσεις αποκαλύπτουν ότι το αρχικό Σύμπαν είχε τη δική του εκδοχή των άστρων που έζησαν πολύ σύντομα,  γαλαξίες που αυξήθηκαν πολύ γρήγορα και πέθαναν νέοι. Αλλά τι είναι αυτό που τους έσβησε και μετά αυτοί επανήλθαν δεν είναι ακόμα γνωστό.

Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer, ο Ivo Labbé των Παρατηρητήριων του Carnegie και οι συνάδελφοι του μελέτησαν μια δωδεκάδα τεράστιους γαλαξίες,  που έλαμψαν δύο δισεκατομμύρια έτη μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη - όταν ήταν το Σύμπαν ήταν λιγότερο από το ένα πέμπτο της σημερινής ηλικίας του.

Οι γαλαξίες, με περίπου 100 δισεκατομμύρια αστέρια ο καθένας τους, ανήκουν σε διάφορους τύπους: κάποιοι σχηματίζουν ακόμα νέα αστέρια, μερικοί καλύπτονται από σκόνη, και κάποιοι αρκετά νεκροί από την άποψη της ικανότητας που έχουν να φτιάξουν νέα αστέρια.

"Γίνεται όλο και περισσότερο σαφές ότι το νεαρό Σύμπαν ήταν ένας μεγάλος ζωολογικός κήπος με ζώα όλων των ειδών", λέει ο Labbé, επικεφαλής συντάκτης της μελέτης. "Υπάρχει τόση ποικιλία στο αρχικό Σύμπαν όση βλέπουμε γύρω μας σήμερα."

Το πιο εκπληκτικό είναι οι νεκροί γαλαξίες που ξέμειναν κυριολεκτικά από αέριο - ή τουλάχιστον από ψυχρό αέριο - για την παραγωγή νέων αστεριών. Αυτοί οι γίγαντες ασφυκτιούσαν πολύ πιο σύντομα από όσο αναμενόταν.

"Είμαστε πραγματικά κατάπληκτοι - αυτοί είναι από τους πρώτους, παλαιότερους γαλαξίες που βρέθηκαν μέχρι σήμερα", αναφέρει ο Labbé. "Η ύπαρξή τους δεν προβλέφθηκε από τη θεωρία και σπρώχνει προς τα πίσω την εποχή του σχηματισμού μερικών από τους πιο τεράστιους γαλαξίες που βλέπουμε σήμερα".

Υπάρχουν παρατηρήσεις ακόμα παλαιότερων γαλαξιών - λιγότερο από ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά από το Big Bang, αλλά τα στοιχεία δεν είναι αρκετά καλά για να πούνε τι ακριβώς συνέβαινε στο εσωτερικό τους, τονίζει ο Jiasheng Huang του Κέντρου Smithsonian για την αστροφυσική του Χάρβαρντ, και ένας από τους συντάκτες της μελέτης.

Οι αστρονόμοι μπορούν να δώσουν πληροφορίες για ένα γαλαξία από το χρώμα του. Οι γαλαξίες με μεγάλο ρυθμό σχηματισμού αστεριών είναι πιο μπλε, λόγω των καυτών τεράστιων αστεριών, που λάμπουν αρκετά. Οι παλαιότεροι γαλαξίες εμφανίζονται να είναι πιο κόκκινοι επειδή τα τεράστια αστέρια έχουν πρώτα κάψει τα καύσιμά τους - αφήνοντας μόνο τα μικρότερα, και πιο ψυχρά αστέρια.

"Η κυρίαρχη θεωρία σήμερα θα έλεγε ότι οι περισσότεροι αρχικοί γαλαξίες του σύμπαντος θα ήταν μπλε", είπε ο Huang.

Γι' αυτό ο Huang και οι συνάδελφοί του ενδιαφέρθηκαν να εξετάσουν τους ερυθρούς γαλαξίες που φάνηκαν σε μια περιοχή του ουρανού την οποία ψάχνει ο Hubble, και η οποία λέγεται Deep Field South - μια από τις ποιο διεισδυτικές ματιές του διαστημικού τηλεσκοπίου στο αρχικό Σύμπαν.

Εκτός από την πρόωρη συνταξιοδότηση, αυτοί οι γαλαξίες που ανιχνεύτηκαν από τον Hubble, θα μπορούσαν να εμφανιστούν κόκκινοι επειδή είναι γεμάτοι σκόνη, η οποία απορροφά το μπλε φως περισσότερο από το κόκκινο. Αλλά με την υπέρυθρη φωτογραφική μηχανή του Spitzer, ο Labbé και η ομάδα του βρήκαν ότι το 75 τοις εκατό των κόκκινων γαλαξιών ήταν πράγματι σκονισμένοι.

Οι υπόλοιποι, εν τούτοις, είχαν σταματήσει να σχηματίζουν νέα αστέρια για δισεκατομμύρια χρόνια έτη. Ο Labbé ανέφερε ότι είναι σπάνιο για γαλαξίες να ζουν χωρίς τον σχηματισμό νέων αστεριών.

"Οι γαλαξίες σχηματίζουν αστέρια", συνέχισε. "Αυτή είναι η δουλειά τους".

Σύμφωνα με τον Labbé, κανένας δεν είναι σίγουρος πώς αυτοί οι αρχικοί γαλαξίες εξάντλησαν τα καύσιμά τους. Θα μπορούσαν να έχουν τόση μάζα που το εσωτερικό τους αέριο έγινε πάρα πολύ καυτό για να καταρρεύσει προς σχηματισμό νέων άστρων. Αλλά αυτός ο θάνατος των γαλαξιών θεωρείται ότι συνέβαινε όταν το Σύμπαν ήταν πολύ παλαιότερο.

Ο Labbé σκέφτεται ότι ένας πιο λογικός μηχανισμός για την εξήγηση αυτών των νεκρών γαλαξιών είναι ότι υπάρχει μια πάρα πολύ μεγάλη μαύρη τρύπα στο κέντρο αυτών των νεκρών γαλαξιών η οποία καταπίνει το αέριο και 'ξερνάει' πίδακες και ακτινοβολία με έναν τρόπο που αναστατώνει το σχηματισμό αστεριών στο υπόλοιπο του γαλαξία.

Τέτοιες βίαιες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θεωρούνται τα λαμπρά κβάζαρ, ή γενικότερα οι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες (AGN). Οι αστρονόμοι προγραμματίζουν στις μελλοντικές παρατηρήσεις να ψάξουν για αποδεικτικά στοιχεία των AGN στους νεκρούς γαλαξίες τους.

Ακριβώς επειδή αυτοί οι πρόωροι γαλαξίες είναι σαν "πεθαμένοι", δεν σημαίνει ότι εξαφανίστηκαν. Τα μικρά κόκκινα αστέρια τους συνέχισαν να λάμπουν για δισεκατομμύρια χρόνια. Στην πραγματικότητα, μερικοί από τους γαλαξίες γύρω μας πρέπει να μοιάζουν νεκροί εδώ και πολύ καιρό. Αλλά που;

Πριν από 12 δισεκατομμύρια χρόνια από σήμερα, ο γαλαξίες αυτοί θα ήταν μεγαλύτεροι και θα έμοιαζαν ακόμα πιο νεκροί, λέει ο Huang. Σήμερα, οι μεγάλοι και πολύ κόκκινοι (νεκροί) γαλαξίες είναι οι γιγαντιαίοι ελλειπτικοί.

"Είναι πολύ πιθανό ότι αυτοί οι νεκροί γαλαξίες εξελίσσονται στους τεράστιους ελλειπτικούς", εξηγεί ο Labbé.

Όμως υπάρχουν περισσότεροι γιγάντιοι ελλειπτικοί από όσο υπήρξαν νεκροί γαλαξίες, έτσι πρέπει να υπάρχουν πολλοί τρόπο για την παραγωγή αυτών των ελλειπτικών γαλαξιών, τονίζει ο Labbé.