Galaxie roșie masivă, moartă, reperată în universul tânăr

O galaxie roșie și moartă din universul timpuriu pare să se fi înmulțit puțin prea repede.

Galaxia, văzută așa cum era când universul avea doar 1,65 miliarde de ani, cântărește de cel puțin trei ori mai mult decât Calea Lactee, dar a încetat să mai facă stele. Alte galaxii la acea vreme tind să fie mult mai mici și continuă să producă stele. Cum a fost creat un astfel de monstru în mai puțin de un miliard de ani, apoi închis atât de repede, nu este clar, spune Karl Glazebrook de la Universitatea de Tehnologie Swinburne din Australia. Găsirea gigantului și, eventual, a altora de genul acesta poate însemna astronomii vor trebui să regândească modul în care sunt construite galaxiile pentru a explica de ce unele cresc repede, în timp ce altele se dezvoltă lent, raportează el și colegii lui în 6 aprilie. Natură.

„Echipa a găsit o galaxie extremă, ceea ce este incitant”, spune Peter Behroozi de la Universitatea din California, Berkeley, care nu a fost implicat în studiu. Datele, spune el, oferă dovezi pentru o populație de galaxii inactive la începutul universului, care sunt extrem de greu de observat. Behroozi, totuși, nu este convins că descoperirea justifică o rescrie a istoriei formării galaxiilor. „Galaxia cu siguranță nu este tipică, dar este în concordanță cu marea diversitate de galaxii care rezultă din modelele teoretice”, spune el.

Glazebrook și colegii săi au folosit Observatorul Keck din Hawaii pentru a studia spectrul – un catalog de lumină după lungimea de undă – al galaxiei, numit ZF-COSMOS-20115. Datele au confirmat că galaxia a existat, de fapt, în universul timpuriu și au dezvăluit că a încetat să producă stele cu 500 de milioane până la un miliard de ani înainte de vârsta sa când a fost observată. Datele indică, de asemenea, că galaxia a creat masa a peste 1.000 de sori în fiecare an. Galaxiile tipice din acel moment generează o masă de mai puțin de 100 de sori anual. Cu o rată atât de rapidă de formare a stelelor, probabil că galaxia a crescut până la masa sa de monstru în mai puțin de 100 de milioane de ani, spun cercetătorii.

Poate că galaxia a devenit atât de masivă prin ciocnirea și fuzionarea cu o altă galaxie. O astfel de fuziune majoră poate agita și comprima gazul la densități mari, ceea ce poate declanșa formarea intensă de stele. Aceste evenimente sunt de obicei explozii scurte, care durează mai puțin de 100 de milioane de ani, în comparație cu intervalele de timp tipice de miliarde de ani pentru formarea stelelor în galaxiile normale. În aceste galaxii de fuziune, gazul se consumă rapid, deoarece stelele se formează rapid. Dacă galaxia rămâne fără gaz, formarea stelelor se oprește. Totuși, dacă acest proces are loc și aceste galaxii masive există, se așteaptă să fie rare, spune astronomul Dominik Riechers de la Universitatea Cornell, care nu a fost implicat în noul studiu.

Astfel de galaxii puternice ar trebui să fie rare, deoarece galaxiile se formează pe măsură ce materia se strânge împreună și se prăbușește din cauza gravitației în timpul cosmic. Când universul era încă tânăr, foarte puține regiuni din spațiu ar fi avut puțuri gravitaționale suficient de adânci pentru a forma galaxii masive ca aceasta, explică Riechers.

Lucrările anterioare ale lui Glazebrook și ale colegilor, totuși, sugerează că ZF-COSMOS-20115 ar putea să nu fie atât de ciudat. În 2014, echipa a raportat că a găsit o grămadă de obiecte slabe, roșii, inclusiv ZF-COSMOS-20115, care se potrivesc profilului galaxiilor masive, roșii și moarte din universul timpuriu (SN Online: 3/14/14). Studii similare ale spectrelor celorlalte galaxii ar putea confirma dacă toți acești candidați sunt și ei inactivi. Dacă da, astronomii vor trebui să-și dea seama cum s-ar putea dezvolta un număr mai mare de puțuri gravitaționale adânci pentru a permite multor galaxii să crească, să fuzioneze și să devină roșii și moarte la doar un miliard de ani după Big Bang, acum 13,8 miliarde de ani.