Jak powstawały i ewoluowały galaktyki we wczesnym Wszechświecie

Powstawanie galaktyk we wczesnym Wszechświecie mogło przebiegać znacznie szybciej i bardziej uporządkowanie, niż dotąd sądzono. Dzięki obserwacjom wykonanym za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba astronomowie odkryli najodleglejszy znany przykład „dysku centralnego” sprzed ponad 9 miliardów lat.

Jak powstawały i ewoluowały galaktyki we wczesnym Wszechświecie

W ramach nowego badania naukowcy z Durham University lepiej zrozumieli, jak powstawały i ewoluowały galaktyki we wczesnym Wszechświecie. Dzięki nowym obserwacjom, przeprowadzonym za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, odkryli najbardziej odległy jak dotąd przykład zwartej struktury, w której formowały się gwiazdy w centrum galaktyki, pochodzącej sprzed ponad 9 miliardów lat.

Badania opublikowane w czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” dostarczają wyraźnych dowodów na formowanie się „dysku centralnego” („nuclear disk”) – gęstego, wirującego dysku gwiazd znajdującego się w samym centrum galaktyki – w czasie, gdy Wszechświat był jeszcze stosunkowo młody.

„Dyski centralne” są powszechne w pobliskich, dojrzałych galaktykach, jednak do tej pory badacze nie obserwowali ich w obiektach z tak wczesnego Wszechświata. Odkrycie pokazuje, że galaktyki zaczęły rozwijać złożone struktury wewnętrzne znacznie wcześniej, niż dotąd przypuszczano.

Najstarszy znany dysk centralny

Jak opisują astronomowie, badana galaktyka była widoczna taką, jaka była zaledwie 4,5 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. W jej centrum naukowcy zidentyfikowali „dysk centralny”, który aktywnie tworzył nowe gwiazdy i rozwijał się.

Naukowcy wskazują, że najprawdopodobniej region ten uformował się dzięki długiej strukturze gwiazd przypominającej poprzeczkę, rozciągającej się przez całą galaktykę. Takie poprzeczki są charakterystycznym elementem wielu współczesnych galaktyk spiralnych. Kierują one gaz i gwiazdy do centrum oraz sprzyjają powstawaniu nowych struktur.

Choć wcześniejsze badania wskazywały, że poprzeczki mogły powstawać już we wczesnym Wszechświecie, brakowało bezpośrednich dowodów na to, że już wtedy wpływały na budowę galaktyk. Astronomowie podkreślają, że nowe badanie dostarcza takiego potwierdzenia.

Obserwacje zmieniają obraz ewolucji galaktyk

Pomimo ogromnej odległości nowo odkryty „dysk centralny” ma już wiele cech wspólnych z podobnymi strukturami obserwowanymi w pobliskich galaktykach. Jest zwarty, bogaty w młode gwiazdy i wykazuje wyraźne oznaki uporządkowanego wzrostu. Zdaniem naukowców sugeruje to, że galaktyki nie osiągały swoich obecnych form stopniowo, lecz dojrzewały stosunkowo szybko, podążając podobnymi ścieżkami ewolucji przez miliardy lat.

Jak wskazują astronomowie, wyniki badań podważają utrwalone poglądy na temat ewolucji galaktyk i wskazują, że wczesny Wszechświat był znacznie bardziej aktywny i uporządkowany, niż dotąd zakładano.

Odkrycie może pomóc wyjaśnić wzrost czarnych dziur

Badacze uważają, że „dyski centralne” stanowią rezerwuary gazu, który z czasem może zasilać supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach większości galaktyk. Oznacza to, że odkrycie może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób czarne dziury rosły w okresie największej aktywności kosmicznej.

Emil Gołoś