Με τη βοήθεια του πανίσχυρου διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε πάνω από δώδεκα αρχέγονους γαλαξίες που σταμάτησαν να δημιουργούν άστρα πολύ νωρίς μετά τον σχηματισμό τους μέσα στο πρώτο ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το μυστηριώδες φαινόμενο από το οποίο γεννήθηκε το Σύμπαν.
Η ανακάλυψη ρίχνει φως σε μια συναρπαστική φάση στη ζωή των πρώτων γαλαξιών και μπορεί να προσφέρει περισσότερα στοιχεία για το πώς εξελίσσονται οι γαλαξίες.
Υπάρχουν αρκετοί λόγοι για τους οποίους οι γαλαξίες ενδέχεται να σταματήσουν να σχηματίζουν νέα άστρα. Ένας από αυτούς είναι η παρουσία γιγάντιων μαύρων τρυπών στο κέντρο τους. Αυτά τα κοσμικά τέρατα εκπέμπουν έντονη ακτινοβολία που θερμαίνει και εξαντλεί το ψυχρό αέριο που αποτελεί το κύριο συστατικό για τη δημιουργία άστρων.
Επιπλέον μεγάλοι γαλαξίες μπορούν είτε να απογυμνώσουν μικρότερους γειτονικούς τους γαλαξίες από το ψυχρό αέριό τους είτε να το θερμάνουν σταματώντας έτσι τη διαδικασία δημιουργίας άστρων. Ως αποτέλεσμα, οι γαλαξίες αυτοί ενδέχεται να παραμείνουν ανενεργοί επ’ αόριστον ή να γίνουν αυτό που οι επιστήμονες ονομάζουν «quenched» γαλαξίες δηλαδή «σβησμένοι».
Ένας άλλος λόγος αδρανοποίησης είναι η ανατροφοδότηση από τα ίδια τα άστρα. Αυτό συμβαίνει όταν το αέριο στον γαλαξία θερμαίνεται και εκτοπίζεται λόγω αστρικών διεργασιών όπως εκρήξεις σουπερνόβα, ισχυροί αστρικοί άνεμοι ή η πίεση από το φως των άστρων. Ο γαλαξίας έτσι περνά μια προσωρινή περίοδο «ησυχίας».
«Αυτή είναι συνήθως μια προσωρινή φάση, που διαρκεί περίπου 25 εκατομμύρια χρόνια» δήλωσε στο Live Science η Άλμπα Κοβέλο Παζ, διδακτορική φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Η ανακάλυψη
Με την πάροδο των εκατομμυρίων ετών, το αέριο που είχε εκτοπιστεί μπορεί να επιστρέψει, να κρυώσει και να επιτρέψει ξανά τον σχηματισμό νέων άστρων.
Ενώ τέτοιες φάσεις αδρανοποίησης παρατηρούνται συχνά σε κοντινούς γαλαξίες, μέχρι πρόσφατα οι αστρονόμοι είχαν εντοπίσει μόνο τέσσερις «σβησμένους» γαλαξίες μέσα στο πρώτο δισεκατομμύριο χρόνια του Σύμπαντος. Από αυτούς, οι τρεις είχαν μάζα μικρότερη από ένα δισεκατομμύριο ηλιακές μάζες, και ένας είχε μάζα πάνω από 10 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες.
Οι λίγες αυτές παρατηρήσεις και οι διαφοροποιημένες ιδιότητες αυτών των γαλαξιών δεν ήταν αρκετές για να κατανοήσουν οι επιστήμονες πλήρως την εξέλιξη του πρώιμου σχηματισμού άστρων. Η νέα μελέτη ανοίγει τον δρόμο για βαθύτερη κατανόηση αυτών των διεργασιών. Χάρη στα ευαίσθητα φασματοσκοπικά δεδομένα του James Webb η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε 14 «σβησμένους» γαλαξίες με ευρύ φάσμα μαζών στο πρώιμο Σύμπαν δείχνοντας ότι οι γαλαξίες αυτοί δεν περιορίζονται μόνο σε πολύ μικρές ή πολύ μεγάλες μάζες.
Παίρνοντας μια «ανάσα»
Οι επιστήμονες δεν περίμεναν να δουν σβησμένους γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν. Επειδή αυτοί οι γαλαξίες είναι νεαροί, πίστευαν ότι θα έπρεπε να σχηματίζουν έντονα νέα άστρα. Σε μια μελέτη του 2024 οι ερευνητές περιέγραψαν την πρώτη ανακάλυψη ενός «σβησμένου» γαλαξία στο πρώιμο Σύμπαν.
«Η πρώτη ανακάλυψη ενός ανενεργού γαλαξία στο πρώιμο σύμπαν ήταν σοκαριστική, γιατί είχε ήδη παρατηρηθεί με το Hubble, αλλά δεν μπορούσαμε να ξέρουμε ότι ήταν ανενεργός πριν από τη μελέτη των δεδομένων του James Webb» λέει η Παζ. Σε αντίθεση με το Hubble, το JWST διαθέτει το όργανο NIRSpec, το οποίο μπορεί να δει φως που έχει μετατοπιστεί προς το υπέρυθρο (λόγω της διαστολής του Σύμπαντος) και να παρέχει φασματοσκοπικά δεδομένα για την ανάλυσή του.
Οι αστρονόμοι ήθελαν να κατανοήσουν γιατί μερικοί νεαροί γαλαξίες σταματούν να δημιουργούν άστρα, και αν αυτό το φαινόμενο είναι συνηθισμένο για διάφορες μάζες γαλαξιών. Μια θεωρία λέει ότι αυτοί οι γαλαξίες δημιουργούν άστρα σε αλλεπάλληλα κύματα μαζικής αστρογένεσης με ενδιάμεσες ήσυχες περιόδους. Η ερευνητική ομάδα αναζήτησε γαλαξίες που βρίσκονταν σε τέτοια «παύση».
Χρησιμοποίησαν δημόσια δεδομένα από το αρχείο του James Webb και εξέτασαν το φως από περίπου 1,600 γαλαξίες, ψάχνοντας για ενδείξεις ότι δεν δημιουργούνται νέα άστρα. Εστίασαν επίσης σε «υπογραφές» μεσήλικων ή παλαιότερων άστρων.
Η ομάδα ανακάλυψε 14 γαλαξίες με μάζες από 40 εκατομμύρια έως 30 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες οι οποίοι είχαν διακόψει τον σχηματισμό άστρων. «Βρήκαμε 14 αντικείμενα που υποστηρίζουν αυτήν τη “σπασμωδική” διαδικασία σχηματισμού άστρων, και είδαμε ότι όλοι είχαν σταματήσει τη δημιουργία άστρων 10 έως 25 εκατομμύρια χρόνια πριν τους παρατηρήσουμε» εξήγησε η Παζ.
Αυτό σημαίνει ότι οι γαλαξίες αυτοί λειτουργούν με τρόπο “σταμάτα-ξεκίνα” όσον αφορά τη δημιουργία άστρων και παραμένουν ανενεργοί για τουλάχιστον 10–25 εκατομμύρια χρόνια. Η σύντομη αυτή παύση υποδηλώνει ότι πιθανή αιτία είναι η ανατροφοδότηση από άστρα, όπως εκρήξεις σουπερνόβα ή αστρικοί άνεμοι, και ότι οι γαλαξίες αυτοί ίσως ξαναρχίσουν στο μέλλον τη δημιουργία άστρων.
Ωστόσο, υπάρχει ακόμα αβεβαιότητα. «Δεν μπορούμε να το επιβεβαιώσουμε με βεβαιότητα, γιατί δεν ξέρουμε πόσο θα παραμείνουν ανενεργοί. Αν παραμείνουν σε παύση για άλλα 50 εκατομμύρια χρόνια, τότε πιθανόν να ευθύνεται άλλος μηχανισμός για το ‘σβήσιμο” τους» λέει η Παζ. Αυτό το ενδεχόμενο θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι γαλαξίες αυτοί είναι πραγματικά νεκροί. Ωστόσο, οι τωρινές τους ιδιότητες δείχνουν έναν κυκλικό μηχανισμό, με φάσεις έντονης και αδύναμης δραστηριότητας.
Τι ακολουθεί;
Δεδομένου ότι οι ανενεργοί γαλαξίες είναι σπάνιοι, πολλά παραμένουν άγνωστα για αυτούς. Όμως, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι μελλοντικές παρατηρήσεις θα φωτίσουν αυτούς τους «κοιμώμενους εργοστασιακούς σχηματισμούς άστρων».
Η Παζ ανέφερε ότι προσεχώς θα ξεκινήσει ένα πρόγραμμα του James Webb που ονομάζεται “Sleeping Beauties” («Ωραίες Κοιμωμένες»), το οποίο θα αφιερωθεί στην ανακάλυψη ανενεργών γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν. Αυτό το πρόγραμμα θα βοηθήσει να εκτιμηθεί πόσο διαρκεί η ήσυχη φάση ενός γαλαξία και να κατανοηθεί καλύτερα ο σπασμωδικός ρυθμός δημιουργίας άστρων.
«Υπάρχουν ακόμα πολλά που δεν γνωρίζουμε, αλλά είμαστε ένα βήμα πιο κοντά στο να ξετυλίξουμε αυτή τη διαδικασία» αναφέρει η Παζ.
Naftemporiki.gr
