Πρώιμοι γαλαξίες του σύμπαντος έγιναν ογκώδεις μέσω συγκρούσεων

Credit: NASA, European Space Agency, and S. Toft og A. Feild

Αυτό το γραφικό συγκρίνει το μέγεθος των εξαιρετικά συμπαγών "νεκρών" γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν με το μέγεθος του δικού μας γαλαξία, τον Γαλαξία μας. Οι δύο τύποι γαλαξιών έχουν περίπου ίσες ποσότητες αστέρων, πράγμα που σημαίνει ότι η πυκνότητα των άστρων στους συμπαγείς γαλαξίες είναι πάνω από 10 φορές υψηλότερες σε σχέση με το Γαλαξία. Οι ερευνητές τώρα έχουν ανακαλύψει πώς σχηματίζονται αυτοί οι ακραίοι γαλαξίες.

Έχει προβληματίσει πολύ τους επιστήμονες ότι υπήρχαν πάρα πολύ ογκώδεις γαλαξίες που ήταν ήδη παλαιοί και δεν διαμορφώνουν πλέον νέα αστέρια στο πολύ πρώιμο σύμπαν, περίπου. 3.000.000.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang). 
Τώρα, νέα έρευνα από το Ινστιτούτο Νιλς Μπορ, μεταξύ άλλων, δείχνει ότι οι ογκώδεις γαλαξίες σχηματίστηκαν από εκρηκτικό σχηματισμό άστρων, που τέθηκε σε κίνηση από τη σύγκρουση των γαλαξιών λίγα δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. 
Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στο επιστημονικό περιοδικό, Astrophysical Journal.

Οι γαλαξίες είναι γιγαντιαίες συλλογές αστέρων, φυσικού αερίου και σκοτεινής ύλης. 
Οι μικρότεροι γαλαξίες περιέχουν μερικά εκατομμύρια αστέρια, ενώ η μεγαλύτεροι μπορεί να περιέχουν αρκετές εκατοντάδες δισεκατομμύρια άστρα. 
Τα πρώτα αστέρια που έχουν ήδη αναδειχθεί στο πολύ πρώιμο σύμπαν περίπου. 200 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη από αέριο υδρογόνου και ήλιο.

Μυστήρια στην παιδική ηλικία του σύμπαντος

Η θεωρία των αστρονόμων είναι, συνεπώς, ότι η δομή του σύμπαντος χτίστηκε από γαλαξίες βρέφη σταδιακά αυξανόμενοι μεγαλύτεροι και πιο μαζικοί, με τη συνεχή δημιουργία νέων άστρων και με τη σύγκρουση με γειτονικούς γαλαξίες για να σχηματίσουν νέους, μεγαλύτερους γαλαξίες.

Credit: NASA, ESA, S. Toft (Niels Bohr Institute), and A. Feild (STScI)

Αυτό το γραφικό δείχνει την εξελικτική διαδικασία, στην ανάπτυξη των μαζικών ελλειπτικών γαλαξιών πάνω από 13 δισεκατομμύρια χρόνια όπως εξάγεται από διαστημικές και επίγειες τηλεσκοπικές παρατηρήσεις. Η αύξηση αυτής της κατηγορίας γαλαξιών οδηγείται γρήγορα από γρήγορους σχηματισμούς και συγχωνεύσεις αστεριών με άλλους γαλαξίες.

"Γι 'αυτό μας εκπλήσσει το γεγονός, όταν το σύμπαν ήταν μόλις 3 δισεκατομμυρίων ετών,  βρέθηκαν γαλαξίες που ήταν εξίσου μαζικοί σαν τους σημερινούς μεγάλους σπειροειδείς γαλαξίες και οι μεγαλύτεροι ελλειπτικοί γαλαξίες, που είναι οι γίγαντες στο τοπικό σύμπαν. 

Ακόμη πιο απροσδόκητα, τα αστέρια σε αυτούς τους πρώτους γαλαξίες συμπιέστηκαν σε μια πολύ μικρή περιοχή, έτσι ώστε το μέγεθος των γαλαξιών ήταν τρεις φορές μικρότερο από τους αντίστοιχους μαζικούς γαλαξίες σήμερα.

Λύνοντας το μυστήριο

Για να μάθετε τι συνέβη, ο Sune Toft έπρεπε να "δει" ακόμα πιο πίσω στο χρόνο. 

Με βάση τις ηλικίες των γαλαξιών, ήξερε ότι έπρεπε να έχουν σχηματιστεί πολύ νωρίς στην ιστορία του σύμπαντος, αλλά σε εκείνο το σημείο απλά δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για τους γαλαξίες να αυξηθούν τόσο μαζικά μέσω φυσιολογικού σχηματισμού των αστέρων. 

Είχε μια θεωρία, ότι οι μεγάλοι γαλαξίες σχηματίστηκαν από τη συγχώνευση μικρότερων γαλαξιών, αλλά αυτό από μόνο του δεν θα μπορούσε να εξηγήσει πώς είχε γίνει τόσο μαζικός, ώστε γρήγορα και ήταν ήδη "νεκρός". 

Η θεωρία ήταν, ως εκ τούτου, ότι πρέπει να υπήρχαν κάποιοι ιδιαίτερα ακραίοι γαλαξίες στη διαδικασία διαμόρφωσης.

Μετάφραση: To-New-Sas

ΠΗΓΗ: http://phys.org