Πώς σχηματίζονται οι γαλαξίες;

Πηγή: ESO, 1 Σεπτεμβρίου 2008

Η πιο αποδεκτή απάντηση σε αυτό το θεμελιώδες ερώτημα είναι το μοντέλο του «ιεραρχικού σχηματισμού», μια σταδιακή διαδικασία στην οποία οι μικροί γαλαξίες συγχωνεύονται για να δημιουργήσουν μεγαλύτερους. Είναι μια διαδικασία παρόμοια με αυτήν που ρυάκια συγχωνεύονται για να σχηματίσουν τα ποτάμια, και πώς αυτά τα ποτάμια, με τη σειρά τους, συγχωνεύονται για να σχηματίσουν ένα ακόμη μεγαλύτερο ποτάμι.

Αυτό το θεωρητικό μοντέλο προβλέπει ότι η μάζα των γαλαξιών μεγαλώνει μέσω συγχώνευσης τους με άλλους γαλαξίες και μάλιστα πολλές φορές στη διάρκεια της ζωής τους. Αλλά πότε η κοσμολογική ανάπτυξη τελειώνει; Πότε οι πιο μεγάλοι γαλαξίες αποκτούν την περισσότερη τους μάζα;

Οι πιο λαμπροί γαλαξίες σε τέσσερις ομάδες που βρίσκονται περίπου σε 4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Οι γαλαξίες είναι σε κλιμακούμενη αύξηση της αστρικής μάζας, δηλαδή σε μια πρόχειρη χρονική ακολουθία. Η πιο λαμπρή ομάδα γαλαξιών στην 1η και 2η εικόνα έχουν προφανώς λαμπρούς, βαρυτικά δεσμευμένους συνοδούς. Στην 3η εικόνα οι λαμπρότεροι γαλαξίες έχουν επίσης ένα διπλό πυρήνα. Έτσι, οι γαλαξίες αυτοί είναι στη διαδικασία της συγχώνευσης. Η ανακάλυψη αυτή δίνει μια μοναδική και ισχυρή επικύρωση του ιεραρχικού σχηματισμού των γαλαξιών, όπως εκδηλώνεται τόσο στις συναθροίσεις των γαλαξιών όσο και στα σμήνη.

Για να απαντήσουν στα ερωτήματα αυτά, αστρονόμοι μελέτησαν μεγάλους γαλαξίες σε σμήνη, τα κοσμολογικά ισοδύναμα των πόλεων που γεμίζουν με γαλαξίες. «Το αν οι λαμπρότεροι γαλαξίες αυξήθηκαν σημαντικά κατά τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια, έχει συζητηθεί έντονα. Οι παρατηρήσεις μας δείχνουν ότι σε αυτό τον χρόνο, οι γαλαξίες έχουν αυξήσει τη μάζα τους κατά 50%", λέει η Kim-Vy Tran από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης που ήταν επικεφαλής της έρευνας.

Οι αστρονόμοι έκαναν χρήση πολλών τηλεσκοπίων και μέσων, συμπεριλαμβανομένου και του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκόπιου (VLT) και του Hubble, για να μελετήσουν με μεγάλη λεπτομέρεια γαλαξίες που βρίσκονται 4 δισ. έτη φωτός μακριά μας. Αυτοί οι γαλαξίες βρίσκονται σε ένα ασυνήθιστο σύστημα που αποτελείται από τέσσερις ομάδες γαλαξιών που θα ενωθούν κάποτε μαζί σε ένα σμήνος.

Συγκεκριμένα, η ομάδα των αστρονόμων πήρε εικόνες με το VIMOS και φάσματα με το FORS2, όργανα και τα δύο του VLT. Από αυτές και άλλες παρατηρήσεις, οι αστρονόμοι μπορούσαν να εντοπίσουν συνολικά 198 γαλαξίες που ανήκουν σε αυτές τις τέσσερις ομάδες.

Οι πιο φωτεινοί γαλαξίες σε κάθε ομάδα περιέχουν μεταξύ 100 και 1.000 δισεκατομμύρια άστρα, μια ιδιότητα που τους κάνει συγκρίσιμους με τους πιο μεγάλους γαλαξίες που ανήκουν στις ομάδες.

"Το πιο εκπληκτικό είναι ότι σε τρεις από τις τέσσερις ομάδες, οι πιο λαμπροί γαλαξίες επίσης έχουν ένα λαμπρό συνοδό γαλαξία. Αυτά λοιπόν τα ζεύγη των γαλαξιών βρίσκονται σε διαδικασία συγχώνευσης», συνεχίζει η Tran.

Ο λαμπρότερος γαλαξίας σε κάθε ομάδα μπορεί να διαταχθεί σε μια χρονική αλληλουχία που δείχνει το πως οι φωτεινοί γαλαξίες συνεχίζουν να αυξάνονται με τη συγχώνευση μέχρι πρόσφατα, κατά τα τελευταία 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Φαίνεται ότι εξαιτίας του πιο πρόσφατου επεισοδίου αυτού του «Γαλαξιακού κανιβαλισμού», οι πιο φωτεινοί γαλαξίες αυξήθηκαν τουλάχιστον κατά 50% πιο πολύ.

"Τα αστέρια σε αυτούς τους γαλαξίες είναι ήδη παλιά και έτσι πρέπει να συμπεράνουμε ότι η πρόσφατη συγχώνευση δεν παράγει μια νέα γενιά άστρων», καταλήγει η Tran. «Τα περισσότερα από τα αστέρια σε αυτούς τους γαλαξίες γεννήθηκαν τουλάχιστον πριν 7 δισεκατομμύρια χρόνια."