Astronomové získali obraz, který vyvracuje model vzniku galaxií

Astronomové prozkoumali zvláštnosti struktury jedné z nejranějších galaxií ve vesmíru a našli u ní příznaky charakteristické pro zralejší galaktické útvary. Výsledky výzkumu byly zveřejněny v časopise Science.

Standardní kosmologické modely předpokládají, že formování galaxií v raném vesmíru bylo chaotické – všechno začalo velmi malými, turbulentními a do značné míry nestrukturovanými protogalaxiemi, které po Velkém třesku potřebovaly miliardy let na to, aby se změnily na stabilní spirální a eliptické galaxie, které lze pozorovat v pozdním vesmíru.

Zralé diskové galaxie, jako je naše Mléčná dráha, se obracejí kolem husté centrální struktury starých hvězd, tzv. galaktické výduti, v jejímž středu se nachází supermasivní černá díra. Podle vžitých představ se galaktické výduti diskových galaxií, které se skládají z hvězdokup, formovaly v pozdních stádiích evoluce.

Pomocí radioteleskopu ALMA britští astronomové z Cardiffské univerzity spolu se svými kolegy z jiných zemí získali jeden z nejostřejších přímých obrazů daleké galaxie ALESS 073.1, která se nachází ve vzdálenosti téměř 12,5 miliardy světelných let od Země. Vědcům to umožnilo provést detailní průzkum její vnitřní struktury. Uviděli poprvé, jak vypadala jedna z nejstarších galaxií ve vesmíru, která vznikla pouhých 1,2 miliardy let po Velkém třesku.

Autoři studie změřili výrony prachu a plynu ALESS 073.1 a sestrojili model rozdělení hmoty galaxie, který nečekaně ukázal existenci velkých hvězdných vypuklin podobných galaktickým výdutím v centru a točícího se disku – tedy prvků příznačných pro vyspělejší galaktické útvary.

„Zjistili jsme, že masivní vypuklina, pravidelný otáčející se disk a možná také spirální rukávy již existovaly v této galaxii, kdy činil věk vesmíru pouhých 10 procent nynějšího,“ uvádějí se ve zprávě pro tisk slova vedoucího výzkumu doktora Federica Lelliho z Fyzikální a astronomické školy Cardiffské univerzity. „Jinými slovy tato galaxie vypadá jako dospělá, i když je to ještě malé dítě.“ dodal.

„Tento úžasný objev hází rukavici našemu nynějšímu chápání toho, jak se galaxie formují, protože jsme se domnívali, že tyto zvláštnosti vznikají pouze ve zralých galaxiích, nikoli v mladých,“ pokračuje další autor studie doktor Timothy Davis.

Jedním z cílů astronomie je pochopit, proč vypadají galaxie různě a kdy se zformovaly jejich součásti. Vždy se mělo za to, že masivní vypukliny vznikají pomalu v důsledku spojování s menšími galaxiemi anebo v důsledku určitých procesů, k nimž dochází uvnitř samotné galaxie, avšak kinematické vlastnosti ALESS 073.1 ukázaly, že formování masivních galaktických výdutí může probíhat velmi rychle – asi polovina hvězd této galaxie je už soustředěna ve výdutích.

Výsledky výzkumu ukazují, že evoluce galaxií probíhá mnohem rychleji, než se dříve předpokládalo.