Mimořádně kompaktní galaxie z období raného vesmíru

Nová studie představila charakteristiky velmi hmotných a ultra-kompaktních galaxií. Obsahují několikrát větší počet hvězd než Mléčná dráha, které odpovídají 80 miliardám hmotností Slunce. Proto jsou velmi jasné. Avšak jejich hvězdy jsou velmi nahuštěny v objemu menším, než zaujímá naše Galaxie. Astronomové objevili nový soubor 29 galaxií s těmito vlastnostmi ve vzdálenostech mezi 2 až 5 miliardami světelných roků od Země.

Sedm z těchto menších galaxií o vysoké hmotnosti ve skutečnosti patří mezi primordiální (prvotní) galaxie, které zůstaly nedotčené působením okolních hvězdných ostrovů (vyhnul se jim tzv. galaktický kanibalismus), přestože vznikly před více než 10 miliardami roků. Tyto tzv. reliktní galaxie prozradily, jak hvězdné ostrovy vypadaly v mladém věku vesmíru, ačkoliv se nyní nacházejí v našem galaktickém sousedství. Studie byla publikována v časopise Astronomy & Astrophysics a realizoval ji mezinárodní tým astronomů, jehož vedoucím byl Fernando Buitrago z Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA2) a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL).

Objev byl učiněn na základě průzkumu nazvaného Galaxy and Mass Assembly (GAMA), který se zaměřil na blízký okolní vesmír. Data z průzkumu GAMA byla doplněna o pozorování uskutečněná na Evropské jižní observatoři ESA pomocí dalekohledu VLT (Very Large Telescope) v Chile.

„Když studujeme velmi malé objekty, které se nacházejí ve velmi vzdálené části vesmíru, je velmi obtížné o nich cokoliv říci,“ říká Fernando Buitrago. „Protože tento vzorek galaxií se však nachází v blízkém vesmíru a relativně blízko nás, mysleli jsme si, že jsou opravdu malé a že máme velkou šanci na jejich výzkum.“

Astronomové objevili pouze 29 takovýchto galaxií při doposud nejkomplexnějším průzkumu okolního vesmíru. „Jsou tak vzácné, že potřebujeme objem vesmíru přibližně o rozměrech 500 miliónů světelných roků, abychom spatřili jednu takovou galaxii,“ říká Ignacio Ferreras, druhý autor této nové studie.

Ignacio Ferreras určil stáří hvězd v galaxiích a oddělil červenější a starší reliktní galaxie od těch modřejších a mladších. „Jak mohou být tyto reliktní galaxie tak zachovalé a neovlivněné uplynulým kosmickým věkem, je ještě tak trochu záhadou,“ dodává Fernando Buitrago.

Tyto reliktní a ultra-kompaktní galaxie však mohly být uchráněny před splynutím s jinými a rozvíjející se hvězdnými ostrovy v příliš obsazených kupách galaxií. Může to znít paradoxně, protože galaxie v takovém přeplněném prostředí by měly mnohem snadněji interagovat a pozbývat své původní charakteristiky. Avšak Fernando Buitrago vysvětluje: „V prostoru, kde je tak mnoho galaxií, působí také silná gravitační přitažlivost a galaxie se pohybují velmi vysokými rychlostmi. Proto galaxie prolétají jedna vedle druhé velmi rychle a nemají tudíž dostatek času, aby se mohly navzájem silně ovlivňovat.“

„Překvapení přišlo v okamžiku, když jsme si uvědomili, že ne všechny galaxie v našem souboru žijí v takovýchto soustavách,“ dodává Fernando Buitrago. „Objevili jsme je v různém prostředí, a pro ty, které se nacházejí v husté oblasti, je velmi obtížné hledat vysvětlení.“

Astronomové se pokusili v této studii určit některé vlastnosti těchto galaxií, jako je například jejich velikost a věk, avšak za tímto účelem požadují pozorovací čas na velkých pozemních teleskopech. Za účelem porozumění jejich dávné historii by chtěli studovat mnohem detailněji oblasti vesmíru, ve kterých byly objeveny, zaměřit se rovněž na další galaxie v jejich blízkosti a na jejich relativní polohy ve vesmíru.

„Velmi hmotné galaxie se vyvíjejí zrychlujícím se tempem ve srovnání s jinými galaxiemi ve vesmíru. Na základě porozumění vlastnostem většiny velkých galaxií můžeme porozumět možným koncům všech ostatních galaxií včetně Mléčné dráhy,“ říká Fernando Buitrago.

Zdroj: https://phys.org/news/2018-11-quest-galactic-relics-primordial-universe.html a https://cosmosmagazine.com/space/a-bundle-of-ultra-compact-massive-galaxies-found

autor: František Martinek