2014.06.17. - 11 milliárd évvel ezelőtt formálódó galaxismagot figyeltek meg

Egy később nagy tömegűvé váló galaxist fejlődésének abban a fázisában figyelték meg, mikor a magja még csak a formálódás fázisában volt, az univerzum születése után mintegy három milliárd évvel.

A galaxisok kialakulására és fejlődésére vonatkozó elméletek alapján úgy gondoljuk, hogy a legtöbb nagy tömegű galaxis sűrű, csillagokból álló magja nem sokkal az Ősrobbanás után kezdett el formálódni. Ezt a folyamatot azonban eddig észlelési oldalról még nem sikerült tetten érni. Korábbi tanulmányokban feltűntek már olyan objektumok, melyekben vagy a gáz nagy sebességdiszperzióját vagy a kicsiny látszó méretet detektálták, mostanáig azonban nem sikerült olyan objektumot azonosítani, ami a mag formálódására utaló mindkét tulajdonságot egyszerre mutatta volna.

Erica Nelson (Yale University) és nemzetközi munkacsoportja most talált egy olyan jelöltet, ami szerintük a csillagszerkezet és a gázdinamika szempontjából is éppen a mag kialakulási fázisában lévő galaxis. A GOODS-N-774 jelű objektum z = 2,3 vöröseltolódású, azaz mintegy 11 milliárd évvel ezelőtti állapotában látjuk. Csillagokban jelen lévő tömege körülbelül 100 milliárd naptömeg, sugara mintegy 1 kpc, a csillagkeletkezési ütem pedig 90 naptömeg/év körüli benne. A gáz sebességdiszperziója, amiből a csillagok létrejönnek, 317 ± 30 km/s, ami a valaha észlelt legnagyobb értékek egyike és nagyon hasonló a fejlődési állapotban a GOODS-N-774 után lévőnek gondolt, z = 2 körüli kompakt, inaktív galaxisok és a közeli univerzum óriás elliptikus galaxisai csillagainak sebességdiszperziójához.

A kék vonal a GOODS-N-774 jelű galaxis felületi sűrűségprofilja a Hubble-űrteleszkóp WFC3 kamerájával készült felvételek alapján. A világoskék görbe ugyanezt mutatja 67 darab, 1,9 < z < 2,1 vöröseltolódású, 80 és 160 milliárd naptömeg közötti galaxis átlagára, amelyekben normál ütemű csillagkeletkezés zajlik, míg a vörös görbe 24 darab, ugyanilyen vöröseltolódású és tömegű inaktív galaxis átlaggörbéje. Az inzertben látható színes képek a GOODS-N-774 galaxist, egy tipikus inaktív, illetve egy, a csillagkeletkezés ütemét tekintve szintén tipikus galaxist mutatnak. A GOODS-N-774 szerkezete a nagy tömegű inaktív galaxisokéhoz hasonló.
[Nelson és mtsai, 2014]

Úgy tűnik, a GOODS-N-774 galaxishoz hasonló objektumok ritkák. A csillagkeletkezési ütemből és a galaxis méretéből azonban Nelson és kollégái úgy vélik, hogy sok galaxismagot, melyekben zajlik a csillagkeletkezés, eltakarhat előlünk a köztünk lévő por, így az optikai és a közeli infravörös tartományokban végzett felmérésekben nem is vesszük észre őket.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazinban fog megjelenni.

Forrás:

• arXiv:1406.3350v1 [astro-ph.GA]