8ος χρόνος, ημέρα 2277η
Τρίτη, 25 Ιανουαρίου 2022

Οι απρόσμενοι «γέροι» μάρτυρες της δημιουργίας του Σύμπαντος

Οι απρόσμενοι «γέροι» μάρτυρες της δημιουργίας του Σύμπαντος
«Οι στήλες της δημιουργίας» στο νεφέλωμα του Αετού
NASA/ESA/Hubble

Δεν περιμέναμε να βρίσκονται εκεί. Παρόντες σε μια βίαιη εποχή όπου τα πάντα γεννιούνταν δια πυρός και σιδήρου (τρόπος του λέγειν βέβαια, αφού το στοιχείο σίδηρος δεν υπήρχε ακόμα σε αφθονία). Ο λόγος για ώριμους γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν, για τους οποίους τα υφιστάμενα κοσμολογικά μοντέλα προέβλεπαν μεταγενέστερη εξέλιξη στο διάνυσμα του χρόνου.

Κι όμως, μεγάλοι γαλαξίες ήταν ήδη πολύ πιο ώριμοι στο πρώιμο σύμπαν από ό,τι νομίζαμε. Αυτό είναι το συμπέρασμα μιας διεθνούς ομάδας αστρονόμων που μελέτησε απομακρυσμένους γαλαξίες μέσα από τον φακό του Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA). Του τηλεσκοπίου που βρίσκεται καρφωμένο στην έρημο Ατακάμα της Χιλής, κάτω από τον κρυστάλλινο ουρανό.

Ερευνητές από το Cosmic Dawn Center στο Niels Bohr Institute του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης πραγματοποιήσαν την πρώτη έρευνα μακρινών γαλαξιών σε πολλαπλά μήκη φωτός, προκειμένου να κατανοήσουν την αρχική φάση σχηματισμού και εξέλιξής στο Σύμπαν. Και με έκπληξη διαπίστωσαν ότι στα βρεφικά χρόνια του Σύμπαντος υπήρχαν πολύ πιο ώριμοι γαλαξίες απ’ ό,τι ανέμεναν.

Οι περισσότεροι γαλαξίες σχηματίστηκαν όταν το Σύμπαν ήταν ακόμη πολύ νέο. Για παράδειγμα, ο δικός μας πιθανότατα άρχισε να μορφοποιείται 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν το Σύμπαν είχε ηλικία μόλις 200 εκατομμυρίων ετών. Όταν το Σύμπαν ήταν 1-1,5 δισεκατομμύρια έτη, οι περισσότεροι γαλαξίες βίωσαν μια «αναπτυξιακή έκρηξη». Μια κοσμική εφηβεία, κατά κάποιον τρόπο. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, δημιούργησαν το μεγαλύτερο μέρος της αστρικής μάζας. Η ποσότητα σκόνης, μεταλλικής σύστασης, και τα σπειροειδή σχήματα από τότε είναι αυτά που βλέπουμε σήμερα. Επομένως, εάν θέλουμε να μάθουμε πώς σχηματίστηκαν, είναι σημαντικό να μελετήσουμε εκείνη την εποχή.

Οι γαλαξίες θεωρούνται πιο «ώριμοι» όταν περιέχουν σημαντική ποσότητα σκόνης και βαρέων στοιχείων (μέταλλα), καθώς η σκόνη και τα μέταλλα είναι υποπροϊόν αστεριών που πεθαίνουν. Όμως οι γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν δεν είχαν πολύ χρόνο να «χτίσουν» αστέρια, πόσο μάλλον να δουν το τέλος της ζωής τους. Οπότε η ομάδα των αστρονόμων από την Δανία δεν περίμενε να εντοπίσει σημαντικές ποσότητες σκόνης ή μετάλλων. Ωστόσο ένας απρόσμενα μεγάλος αριθμός «ώριμων», πλούσιων σε αστρική σκόνη, γαλαξιών αποτυπώθηκε στον φακό.

Το ALMA δεν αιχμαλωτίζει απλά μια εικόνα από κάθε γαλαξία, αλλά μπορεί επίσης να δει πώς κινείται το αέριο μετάλλων στους μεμονωμένους γαλαξίες. Επειδή, οι γαλαξίες σε φάση σχηματισμού εμφανίζουν έντονη δραστηριότητα, η κίνηση του μεταλλικού αερίου μας δείχνει κατά πόσον ένας γαλαξίας είναι αρκετά ώριμος. Αποδείχθηκε, λοιπόν, ότι ενώ πολλοί γαλαξίες συγκρούονταν, ορισμένοι από αυτούς περιστρέφονταν με ομαλό τρόπο χωρίς σημάδια σύγκρουσης.

Παραδόξως, η ομάδα ανακάλυψε ακόμη και έναν γαλαξία που περιβάλλεται από ένα τεράστιο περιστρεφόμενο μεταλλικό σύννεφο αερίου. Αυτό πιθανότατα σημαίνει ότι το μεταλλικό αέριο απομακρύνθηκε από τον γαλαξία από εκρήξεις σουπερνόβα ή ενεργειακούς πίδακες και ακτινοβολία από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Με απλά λόγια, ένας γαλαξίας αρκετά ώριμος ώστε να έχει «μεγαλώσει» και «αποχαιρετήσει» τα αστρικά του παιδιά, και όλα αυτά στο πρώιμο Σύμπαν.

Οι αστρονόμοι θα επικεντρώσουν τώρα το ALMA σε μεμονωμένους γαλαξίες για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα για να απαντήσουν στο ερώτημα πως ακριβώς σχηματίστηκε και ο δικός μας κόσμος.