Istraživači iz Kolumbije analizirajući slike sa NASA-inog svemirskog teleskopa Džejms Veb otkrili su da su galaksije u ranom univerzumu često ravne i izdužene, poput štapića za hleb — i retko okrugle, poput kuglica testa za picu.
„Približno 50 do 80% galaksija koje smo proučavali izgleda da je spljošteno u dve dimenzije“, objasnio je Viraj Pandia, saradnik NASA-e Hubble na Univerzitetu Kolumbija i vodeći autor novog rada koji bi trebalo da se pojavi u The Astrophisical Journalu koji iznosi nalaze . Rad je trenutno objavljen na arXiv serveru za preprint.
„Galaksije koje izgledaju kao dugačke, tanke štapiće za hleb izgledaju veoma česte u ranom univerzumu, što je iznenađujuće jer su neuobičajene među galaksijama u današnjem univerzumu.
Tim se fokusirao na ogromno polje skoro infracrvenih slika koje je isporučio Veb, poznatih kao Istraživanje o ranom oslobađanju kosmičke evolucije (CEERS), izvlačeći galaksije za koje se procenjuje da su postojale kada je univerzum bio star 600 miliona do 6 milijardi godina.
Dok većina udaljenih galaksija izgleda kao štapići za hleb, druge su oblikovane kao pite za pice i kugle od testa za picu. Čini se da su „lopte od testa za picu“, ili galaksije u obliku sfere, najmanji tip galaksije, a takođe su i najmanje često identifikovane. Utvrđeno je da su galaksije u obliku pice velike kao i galaksije u obliku hleba duž svoje najduže ose. „Oni su češći u obližnjem univerzumu, koji se, zbog stalne ekspanzije univerzuma, sastoji od starijih, zrelijih galaksija.
U koju kategoriju bi spadala naša galaksija Mlečni put ako bismo mogli da vratimo sat za milijarde godina unazad? „Naša najbolja pretpostavka je da je možda više ličio na hlebni štap“, rekao je koautor Haoven Zhang, dr. kandidat na Univerzitetu Arizona u Tusonu. Ova hipoteza je delimično zasnovana na novim Vebovim dokazima — teoretičari su „vrnuli sat unazad“ da bi procenili masu Mlečnog puta pre nekoliko milijardi godina, što sugeriše njegov verovatni oblik hlebnog štapa u dalekoj prošlosti.
Ove udaljene galaksije su takođe daleko manje masivne od obližnjih spirala i eliptičnih – one su prethodnici masivnijih galaksija poput naše. „U ranom univerzumu, galaksije su imale mnogo manje vremena za rast“, rekao je Kartheik Iier, koautor i NASA Hubble Fellov takođe na Univerzitetu Kolumbija.
„Identifikovanje dodatnih kategorija za rane galaksije je uzbudljivo — sada ima još mnogo toga da se analizira. Sada možemo da proučavamo kako se oblici galaksija odnose na to kako izgledaju i bolje projektuje kako su se formirale mnogo detaljnije.“
Habl, svemirski teleskop koji je lansiran 1990. godine i koji je prikupljao podatke do danas, „dugo je pokazivao višak izduženih galaksija“, objasnio je koautor Mark Huertas-Compani, naučnik sa fakulteta na Institutu za astrofiziku na Kanarskim ostrvima. Ali istraživači su se i dalje pitali: da li bi se dodatni detalji bolje pokazali sa osetljivošću na infracrvenu svetlost koju ima Veb teleskop, koji je lansiran 2021.
„Veb je potvrdio da Habl nije propustio nijednu dodatnu funkciju u galaksijama koje su obojica posmatrali. Plus, Veb nam je pokazao mnogo udaljenijih galaksija sličnih oblika, sve u velikim detaljima“, rekao je Huertas-Compani.
Jedno pitanje je, naravno, zašto su rane galaksije bile tako spljoštene i izdužene. Jedna hipoteza, objasnio je Pandija, je da je rani univerzum možda bio ispunjen filamentima tamne materije koji su formirali neku vrstu „skeletne pozadine“ ili „kosmičkog autoputa“, koji je vodio gas i zvezde duž njega. Ovi filamenti i dalje postoje, ali su postali mnogo difuzniji kako se svemir širio, tako da je manje verovatno da će promovisati formiranje galaksija u obliku štapića.
Rad se zove „Galaksije koje se pretvaraju u banane“, još jedna analogija sa hranom koja je pala na um autora dok su gledali svoje podatke. Kada su autori nacrtali razmere galaksija u odnosu na njihovu najdužu dužinu ose, otkrili su da dijagrami koji su se pojavili izgledaju jasno kao banane, oblik koji odražava njihov izduženi elipsoidni oblik (tj. kao štapić).
„Banane su još jedan način da se kaže da se čini da su ove intrinzično izdužene galaksije dominantne u prve 4 milijarde godina univerzuma“, rekao je Pandija.
Još uvek postoje praznine u našem znanju. Istraživačima ne samo da je potrebna još veća veličina uzorka od Vebb-a da bi dalje precizirali svojstva i precizne lokacije udaljenih galaksija, već će takođe morati da potroše dovoljno vremena na podešavanje i ažuriranje svojih modela kako bi bolje odražavali preciznu geometriju udaljenih galaksija.
„Ovo su rani rezultati“, rekla je koautorka Elizabeth McGrath, vanredni profesor na Kolbi koledžu u Votervilu, Mejn. „Moramo dublje da prodremo u podatke da bismo shvatili šta se dešava, ali smo veoma uzbuđeni zbog ovih ranih trendova.
