År 1926 utvecklade den berömda astronomen Edwin Hubble en morfologisk klassificering av galaxer. Denna metod delade galaxer i tre grundläggande grupper - elliptisk, spiral och linsformad. Sedan dess har astronomer ägnat mycket tid och ansträngning åt att ta reda på hur galaxer utvecklas över flera miljarder år och varför de tar på sig de exakta former de så småningom tar.
En av de mest populära och utbredda hypoteserna i detta avseende är den som förklarar förändringen i formen av galaxer som ett resultat av deras sammanslagning, när mer kompakta kluster av stjärnor, som hålls av ömsesidig tyngdkraft, smälter samman och därigenom bildar galaxernas form och slutliga utseende över tiden. Enligt en ny studie av ett internationellt forskargrupp kan emellertid galaxernas form och storlek faktiskt påverkas av uppkomsten av nya stjärnor i deras centrala regioner.
Studien leddes av postdoktor Ken-Ichi Tadaki i samarbete med Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics och National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). För att få en mer fullständig bild av galaktisk metamorfos har forskare genomfört en serie observationer av mycket avlägsna galaxer.
Evolutionsdiagram över galaxer
Studien involverade användningen av flera teleskop som astronomer använde för att observera 25 galaxer som ligger cirka 11 miljarder ljusår från jorden. På detta avstånd observerade forskare faktiskt galaxer när de såg ut exakt så här för 11 miljarder år sedan, det vill säga cirka 3 miljarder år efter Big Bang. Den här tiden betraktas av astronomer som den period av maximal aktivitet för galaktisk bildning i universum, då de flesta galaxer bildades.
”Man trodde att massiva elliptiska galaxer bildades av kollisioner mellan galaktiska skivor. Vi är dock inte säkra på om alla elliptiska galaxer någonsin har påverkats av en sådan intergalaktisk händelse. Vi tror att det finns ett alternativ, säger Tadaki i ett pressmeddelande som publicerats på Japanska astronomiska observatoriets webbplats.
Att fånga det subtila ljuset från dessa avlägsna galaxer visade sig vara en skrämmande uppgift och krävde att forskare skulle använda två markbaserade och ett rymdteleskop. Först använde de 8,2 meter Subaru-teleskopet på Hawaii för att söka efter 25 galaxer. Objekten observerades sedan med hjälp av rymdteleskopet Hubble och det markbaserade Atacama Large Millimeter-Wave Antenna Array (ALMA) i Chile.
Hubble fångade upp galaxernas ljus för att bestämma deras form (som de hade för 11 miljarder år sedan), med hjälp av ALMA, studerade forskare submillimetervågorna som emitterades av kalla moln av damm och gas, den plats där nya stjärnor föddes. Genom att jämföra resultaten från båda observationerna kunde astronomer ge en detaljerad bild av hur dessa galaxer såg ut för 11 miljarder år sedan, när deras form fortfarande förändrades.
Kampanjvideo:
Observera en galax 11 miljarder ljusår bort
Vad forskarna fann visade sig vara mycket avslöjande. Hubble-bilder indikerade att tidiga galaxer dominerades av skivkomponenten snarare än den centrala stapeln som vi är vana vid att associera med spiral- och linsformiga galaxer. Samtidigt visade ALMA-bilder att massiva reservoarer av gas och damm kunde placeras nära mitten av dessa galaxer, inom vilka mycket aktiv stjärnbildning bildas.
För att utesluta möjligheten att en sådan intensiv stjärnbildning kan orsakas av galaxfusioner använde forskarna också data från ESO: s Very Large Telescope, som ligger vid Paranal Observatory i Chile, för att verifiera.
”Här har vi starka bevis för att täta galaktiska kärnor kan bildas utan galaktiska kollisioner. De kan bildas på grund av mycket aktiv stjärnbildning i hjärtat av galaxen, säger Tadaki.
Resultaten av denna studie kan tvinga astronomer att ompröva nuvarande modeller och teorier om galaktisk utveckling, liksom aspekter som hur galaxer utvecklar barriärer och spiralarmar. Utforskningen kan också leda till en översyn av kosmologiska utvecklingsmodeller, för att inte tala om vår egen galaxs historia.
Vem vet, kanske kommer detta också att tvinga astronomer att ompröva sina förutsägelser om vad som kan hända när vår Vintergatan och Andromeda kolliderar om några miljarder år. Ju mer och djupare forskare tittar ut i rymden, desto fler överraskningar presenterar den. Och varje gång de observerade observationerna inte motsvarar våra förväntningar tvingar detta forskare att revidera de accepterade hypoteserna om universums utveckling.
Nikolay Khizhnyak
