Διαστημικά τηλεσκόπια βρίσκουν μεγάλα βρέφη γαλαξίες στο νεαρό σύμπαν

Πηγή: Hubble, 27 Σεπτεμβρίου 2005

Δύο από τα μεγάλα παρατηρητήρια της NASA, τα διαστημικά τηλεσκόπια Spitzer και Hubble, συνεργάστηκαν για να "ζυγίσουν" τα άστρα σε διάφορους απόμακρους γαλαξίες. Ένας από αυτούς τους γαλαξίες, μεταξύ των οποίων ο πιο απόμακρος, εμφανίζεται να είναι κατ' ασυνήθιστο τρόπο ογκώδης και ώριμος για τη θέση του στο νεαρό σύμπαν.

Το αποτέλεσμα αυτό αποτέλεσε έκπληξη για τους αστρονόμους. Οι πιο πρώιμοι γαλαξίες στο σύμπαν θεωρούνται συνήθως ότι είναι πολύ μικρές ενότητες άστρων, οι οποίοι  συγχωνεύτηκαν βαθμιαία για να φτιάξουν τους μεγάλους γαλαξίες όπως είναι ο δικός μας Γαλαξίας.

"Αυτός ο γαλαξίας, που ονομάζεται HUDF-JD2, εμφανίζεται να αυξάνεται πολύ γρήγορα, μέσα στα πρώτα εκατό εκατομμύρια χρόνια μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη. Είχε περίπου οκτώ φορές περισσότερη μάζα συγκεντρωμένη σε αστέρια από ό,τι βρίσκεται στο Γαλαξία μας, και τότε, εντελώς ξαφνικά, σταμάτησαν να σχηματίζονται νέα αστέρια", λέει ο Bahram Mobasher του Διαστημικού Ιδρύματος Επιστήμης Τηλεσκοπίων στη Βαλτιμόρη, και της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας στο Παρίσι.

Ο Γαλαξίας επισημάνθηκε μεταξύ περίπου 10.000 άλλων σε ένα μικρό τμήμα του ουρανού, που ονομάζεται Εξαιρετικά Βαθύ Πεδίο Hubble (UDF). Ο γαλαξίας θεωρείται ότι είναι από τους πιο απόμακρους γνωστούς γαλαξίες. Αντιπροσωπεύει μια εποχή που ο Κόσμος ήταν μόνο 800 εκατομμυρίων ετών, περίπου, το 5% της ηλικίας του σύμπαντος 13.7 δισεκατομμυρίων ετών.

Οι επιστήμονες που μελετούν το UDF βρήκαν τον γαλαξία αυτόν στις υπέρυθρες εικόνες που τράβηξε ο Hubble. Τον ανέμεναν να είναι νεαρός και μικρός, όπως οι άλλοι γνωστοί γαλαξίες σε παρόμοιες αποστάσεις. Και αντίθετα βρήκαν στοιχεία που δείχνουν ότι ο γαλαξίας είναι εντυπωσιακά ώριμος και πιο ογκώδης. Τα αστέρια του εμφανίζονται να ήταν τοποθετημένα εκεί επί πολύ χρόνο.

Η εικόνα του UDF στα οπτικά μήκη από  τον Hubble, είναι η βαθύτερη εικόνα που έχει ληφθεί ποτέ, όμως αυτός ο γαλαξίας δεν ήταν εμφανής. Αυτό δείχνει ότι ένα μεγάλο μέρος του οπτικού φωτός του γαλαξία έχει απορροφηθεί από το διαστρικό υδρογόνο, που μεσολαβεί από το γαλαξία μέχρις εδώ. Μια απόσταση δισεκατομμυρίων ετών φωτός.

Ο γαλαξίας αυτός ανιχνεύθηκε χρησιμοποιώντας την Κάμερα στο Εγγύς Υπέρυθρο του Hubble και Φασματόμετρο Πολυ-Αντικειμένου. Ανιχνεύθηκε, επίσης, από μια κάμερα στο υπέρυθρο αλλά στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο. Σε αυτά τα πιο μακρά υπέρυθρα μήκη κύματος, είναι πολύ εξασθενημένο και κόκκινο.

Η μεγάλη έκπληξη των αστρονόμων ήταν πόσο φωτεινότερος είναι ο γαλαξίας στις υπέρυθρες εικόνες στα μακρά μήκη κύματος από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer. Το Spitzer είναι ευαίσθητο στο φως από τα παλαιότερα, πιο κόκκινα άστρα, τα οποία πρέπει να αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της μάζας σε έναν γαλαξία. Η υπέρυθρη φωτεινότητα του γαλαξία προτείνει ότι είναι ογκώδης (μεγάλης μάζας).

"Θα ήταν αρκετά μεγάλος γαλαξίας ακόμα και για τα σημερινά μέτρα, είπε ο Mark Dickinson του παρατηρητήριου στο Tucson. "Σε μία εποχή που ο Κόσμος ήταν μόνο 800 εκατομμυρίων ετών, είναι πολύ γιγάντιος".

Οι ανεξάρτητες παρατηρήσεις του Spitzer αναφέρθηκαν, επίσης, από τους Laurence Eyles από το πανεπιστήμιο του Έξετερ και Haojing Yan του Κέντρου Επιστήμης Spitzer στην Πασαντένα. Αυτοί αποκάλυψαν, επίσης, στοιχεία για ώριμα άστρα στους πιο συνηθισμένους, και λιγότερο ογκώδεις γαλαξίες σε παρόμοιες αποστάσεις, όταν ο Κόσμος ήταν λιγότερο από ένα δισεκατομμυρίων ετών.

Οι νέες παρατηρήσεις που αναφέρθηκαν από τον Mobasher επεκτείνουν αυτήν την έννοια των εκπληκτικά ώριμων "βρεφών γαλαξιών" σε ένα αντικείμενο που είναι ίσως 10 φορές πιο μεγάλο, πιο ογκώδες, και που φαίνεται να διαμορφώνει τα αστέρια του ακόμα νωρίτερα στην ιστορία του Κόσμου.

Η ομάδα του Mobasher υπολόγισε την απόσταση σε αυτόν τον γαλαξία με το συνδυασμό των πληροφοριών που δόθηκαν από το Hubble, το Spitzer, και τις παρατηρήσεις του VLT. Η σχετική φωτεινότητα του γαλαξία σε διαφορετικά μήκη κύματος επηρεάζεται από τον διαστελλόμενο Κόσμο και επιτρέπει στους αστρονόμους να υπολογίσουν την απόστασή του. Μπορούν, επίσης, να πάρουν μια ιδέα για τη σύνθεση του γαλαξία από την άποψη της μάζας και της ηλικίας των άστρων του.

Κι ενώ οι αστρονόμοι θεωρούν γενικά ότι οι περισσότεροι γαλαξίες φτιάχτηκαν τμηματικά από τις συγχωνεύσεις των μικρότερων γαλαξιών, η ανακάλυψη αυτού του αντικειμένου προτείνει ότι μερικοί τουλάχιστον γαλαξίες διαμορφώθηκαν πολύ γρήγορα στο σύμπαν. Για έναν τέτοιο μεγάλο γαλαξία, θα υπήρξε μια παρά πολύ μεγάλη έκρηξη από γέννηση άστρων.