Ένας περιστρεφόμενος γαλαξιακός δίσκος εξηγεί τον σχηματισμό των γαλαξιών
Αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν σταθερά περιστρεφόμενο γαλαξιακό δίσκο μόλις 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Καλλιτεχνική άποψη για το πώς μπορεί να μοιάζει ένας από τους πρώτους γνωστούς γαλαξίες σε σχήμα δίσκου. Εικόνα:NRAO / AUI / NSF / S. Dagnello
ΑΠΟ: MONICA YOUNG
Όταν η ηλικία του σύμπαντος ήταν μόλις 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια, είχε ήδη δημιουργηθεί ένας μίνι γαλαξίας. Αν και μικρός σε...εκτόπισμα, ο γαλαξίας αυτός είναι σημαντικός για αυτό που αντιπροσωπεύει: είναι ένας από τους πρώτους γνωστούς γαλαξιακούς περιστρεφόμενους δίσκους - και επίσης είναι ο καλύτερος δείκτης που γνωρίζουμε για τον σχηματισμό γαλαξιών όπως ο Γαλαξίας μας.
ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΟΝΤΑΣ ΠΡΩΙΜΟΥΣ ΓΑΛΑΞΙΕΣ
Στη περιοδικό Nature αυτής της εβδομάδας, ο Marcel Neeleman (Ινστιτούτο Max Planck για την Αστρονομία στη Γερμανία) και οι συνάδελφοί του αναφέρουν λεπτομερείς παρατηρήσεις ενός γαλαξία με το όνομα DLA0817g και το παρατσούκλι "ο Δίσκος του Wolfe" προς τιμήν του αείμνηστου αστρονόμου Arthur M. Wolfe. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη Μεγάλη Χιλιοστομετρική/υποχιλιοστομετρική Διάταξη ραδιοτηλεσκοπίων της Ατακάμα, γνωστή ως ALMA στην έρημο της Atacama στη Χιλή, εν συντομία ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array - ALMA) και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble. Οι ευκρινείς εικόνες από το ALMA αποκαλύπτουν εκπληκτικές λεπτομέρειες τόσο μικρές όσο 4.200 έτη φωτός σε έκταση από ένα γαλαξία του οποίου το φως έχει ταξιδέψει για 12,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν φθάσει στη Γη.
Τα δεδομένα αυτά, σε συνδυασμό με τις εικόνες του ΔΤ Hubble, παρέχουν σταθερές ενδείξεις ότι η εκπομπή που παρακολουθούν οι ερευνητές συμπίπτει με έναν περιστρεφόμενο δίσκο σκόνης, αερίου και αστεριών μέσα στον γαλαξία. (Σε αντίθεση με τον Γαλαξία μας, δεν υπάρχουν ενδείξεις σπειροειδούς σχήματος σε αυτόν τον γαλαξία, αλλά το δισκοειδές του σχήμα είναι ξεκάθαρα διακριτό)
Η εικόνα αυτή δείχνει τον γαλαξία αυτό όπως φαίνεται από τη συστοιχία ALMA (με κόκκινο χρώμα) και το ΔΤ Hubble (με μπλε χρώμα). Ενώ το ALMA δείχνει το δίσκο των αστεριών και της σκόνης, το ΔΤ Hubble παρατήρησε τεράστια μαζικά αστέρια.
Εικόνα: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / M. Neeleman; NRAO / AUI / NSF / S. Dagnello; ; NASA / ESA / Hubble
Ο σχηματισμός ενός σταθερού γαλαξιακού δίσκου στο πρώιμο σύμπαν καταργεί κάποιες πρώτες ιδέες σχετικά με τον σχηματισμό γαλαξιών, οι οποίες υποδηλώνουν ότι η κατάρρευση του αερίου που αναπτύσσει έναν γαλαξία ο οποίος βρίσκεται σε βρεφική κατάσταση θα ανέβαζε σημαντικά την θερμοκρασία ώστε να δημιουργηθεί ένας δίσκος. Κάτι τέτοιο θα συνέβαινε πολύ αργότερα. Ομοίως, οι μεγάλες συγχωνεύσεις μεταξύ γαλαξιών εξωθούν αστέρια και αέριο στον περιβάλλοντα χώρο, δημιουργώντας ένα στροβιλιζόμενο χάος παρά έναν κανονικό δίσκο.
Οι αστρονόμοι έχουν μια άποψη, μια ιδέα αν προτιμάτε, για τον δίσκο αυτό βασιζόμενοι στην εκπομπή από άτομα άνθρακα στα οποία λείπει ένα ηλεκτρόνιο, επίσης γνωστά ως μεμονωμένα ιονισμένος άνθρακας (singly ionized carbon). Παρόλο που αυτά τα άτομα είναι σπάνια, εκπέμπουν πιο έντονα και επομένως είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν οι εκπομπές από το αέριο υδρογόνο, το οποίο είναι δύσκολο να ανιχνευθεί παρά την αφθονία του. Οι εκπομπές ιονισμένου άνθρακα προδίδουν θα λέγαμε τον γαλαξιακό αυτό δίσκο ο οποίος έχει διάμετρο περίπου 14.000 έτη φωτός, σε σύγκριση με την έκταση των 100.000 ετών φωτός του Γαλαξία μας. Ο γαλαξίας αυτός έχει μάζα περίπου όσο 72 δισεκατομμύρια Ήλιοι, και περιστρέφεται με ταχύτητα περίπου 300 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο.
ΟΠΟΥ ΥΠΑΡΧΕΙ ΕΝΑΣ...
Ο "δίσκος του Wolfe" δεν είναι ο πρώτος γαλαξιακός δίσκος που ανακαλύφθηκε στο πρώιμο σύμπαν. Το 2015, οι αστρονόμοι κοίταξαν πίσω στο χρόνο, 11 δισεκατομμύρια χρόνια πριν για να ανακαλύψουν τι κάτι το οποίο φαίνονταν να είναι ένας τεράστιος, περιστρεφόμενος γαλαξίας. Το 2017, οι παρατηρήσεις της συστοιχίας ALMA για γαλαξίες μόλις 800 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη προσέφεραν ανεπιβεβαίωτα στοιχεία γαλαξιακών περιστροφών. Αυτός είναι ο πρώτος γαλαξίας όπου οι παρατηρήσεις είναι αρκετά σταθερές για να χαλιναγωγήσουν θα λέγαμε τα θεωρητικά σενάρια.
"Τα αποτελέσματα του Neeleman και των συναδέλφων τους αποτελούν μερικά από τα πρώτα στοιχεία παρατήρησης για την ύπαρξη δίσκων από ψυχρό αέριο σε μαζικούς γαλαξίες πολύ σύντομα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη", γράφει ο Alfred Tiley (από το Πανεπιστήμιο Western Australia) σε ένα συνοδευτικό γνωμοδοτικό του άρθρο.
Τώρα, προσθέτει ο Tiley, το τέχνασμα θα είναι να βρούμε περισσότερα - ελπίζουμε, πολύ περισσότερα - όπως αυτό και να δούμε αν αυτός ο γαλαξίας είναι αντιπροσωπευτικός των γαλαξιακών δίσκων γενικά.
Πηγή: skyandtelescope.org