כיתוב: עיבוד של אמן של הגלקסיה BX442 והגלקסיה הננסית הנלווית שלה (משמאל למעלה). קרדיט: Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics/Joe Bergeron
אור כוכבים עתיק שנסע במשך 10.7 מיליארד שנים הביא הפתעה - עדות לגלקסיה ספירלית הרבה לפני שידוע כי גלקסיות ספירליות אחרות נוצרו.
'כשאתה חוזר אחורה בזמן ליקום המוקדם, גלקסיות נראות ממש מוזרות, מגושמות ולא סדירות, לא סימטריות', אמרה אליס שאפלי, פרופסור חבר לפיזיקה ואסטרונומיה ב-UCLA, ומחברת שותפה של מחקר שדווח בכתב העת Nature של היום. . 'הרוב המכריע של הגלקסיות הישנות נראות כמו תאונות רכבת. המחשבה הראשונה שלנו הייתה, למה זה כל כך שונה, וכל כך יפה?'
גלקסיות מגיעות היום במגוון צורות וגדלים ייחודיים. חלקם, כמו גלקסיית שביל החלב שלנו, הם דיסקים מסתובבים של כוכבים וגז הנקראות גלקסיות ספירליות. גלקסיות אחרות, הנקראות גלקסיות אליפטיות, דומות לכדורי ענק של כוכבים אדמדמים מבוגרים הנעים בכיוונים אקראיים. אז יש שורה של גלקסיות קטנות יותר בצורת לא סדירה הקשורות זו לזו על ידי כוח הכבידה אך חסרות כל מבנה גלוי. אוכלוסייה גדולה ומגוונת של סוגים אלה של גלקסיות לא סדירות שלטה ביקום המוקדם, אומר שיילי.
לאור הגלקסיה הספירלית המרוחקת להפליא הזו, שנעה במהירות של כמעט שישה טריליון מייל בשנה, לקח 10.7 מיליארד שנים להגיע לכדור הארץ; רק 3 מיליארד שנים לאחר שהיקום נוצר באירוע שנקרא המפץ הגדול.
לפי הודעה לעיתונות מ-UCLA, אסטרונומים השתמשו בעיניים החדות של טלסקופ החלל האבל כדי לרגל אחר 300 גלקסיות רחוקות מאוד ביקום המוקדם. המדענים חשבו במקור שהגלקסיה שלהם, אחת הגלקסיות המסיביות ביותר בסקר שלהם בשם הלא זוהר BX442, היא אשליה, אולי שתי גלקסיות המונחות זו על זו.
'העובדה שגלקסיה זו קיימת היא מדהימה', אמר דיוויד לאו, המחבר הראשי של המחקר ועמית פוסט-דוקטורט של מכון דנלפ במכון דנלפ לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה באוניברסיטת טורונטו. 'החכמה הנוכחית גורסת שגלקסיות ספירליות מסוג 'גדול' כאלה פשוט לא היו קיימות בזמן כה מוקדם בהיסטוריה של היקום.' לגלקסיה 'עיצוב גדול' יש זרועות ספירליות בולטות ומעוצבות היטב.
כדי להבין יותר את התמונה שלהם, אסטרונומים השתמשו במכשיר ייחודי ומתקדם שנקרא ספקטרוגרף OSIRIS ב-W.M. מצפה הכוכבים קק על גבי הר הגעש הרדום מאונה קיה בהוואי. המכשיר, שנבנה על ידי פרופסור UCLA ג'יימס לארקין, אפשר להם ללמוד אור מכ-3,600 מיקומים ב-BX442 וסביבתו. הספקטרום הזה נתן להם את הרמזים שהם צריכים כדי להראות שהם אכן מביטים בגלקסיה ספירלית בודדת מסתובבת.
בעוד שגלקסיות ספירליות נמצאות בשפע בכל הקוסמוס הנוכחי, זה לא תמיד היה המקרה. גלקסיות ספירליות ביקום המוקדם היו נדירות בגלל אינטראקציות תכופות. 'BX442 נראה כמו גלקסיה קרובה, אבל ביקום המוקדם, גלקסיות התנגשו בתדירות גבוהה הרבה יותר', אומר שיילי. 'גז ירד מהמדיום הבין-גלקטי והזין כוכבים שנוצרו בקצב מהיר הרבה יותר ממה שהם היום; גם חורים שחורים צמחו בקצב מהיר הרבה יותר. היקום היום משעמם בהשוואה לתקופה המוקדמת הזו'.
Shapely ו-Law חושבים שהמשיכה הכבידתית בין בן לוויה של גלקסיה ננסית לבין BX442 עשויה להיות אחראית למראה העתידני שלו. בן לוויה נראה רק כתם קטן בתמונה שלהם. הדמיות ממוחשבות שנערכה על ידי שרלוט כריסטנסן, פוסט-דוקטורנט באוניברסיטת אריזונה ומחברת שותפה של המאמר, נותנות עדות לרעיון זה. בסופו של דבר, BX442 והגלקסיה הקטנה ככל הנראה יתמזגו.
שאפלי אמר כי BX442 מייצג קשר בין גלקסיות מוקדמות שהן הרבה יותר סוערות לבין הגלקסיות הספירליות המסתובבות שאנו רואים סביבנו. 'אכן, הגלקסיה הזו עשויה להדגיש את החשיבות של אינטראקציות מיזוג בכל תקופה קוסמית ביצירת מבנה ספירלי עיצובי גדול', אמרה.
מחקר BX442 עשוי לעזור לאסטרונומים להבין כיצד נוצרות גלקסיות ספירליות כמו שביל החלב, היא הוסיפה.
כיתוב 2: תמונה מורכבת בצבע כוזב של HST/Keck של הגלקסיה BX442. קרדיט: David Law/מכון דנלפ לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה