Sciencemag.cz
Doporučujeme
Webbův dalekohled zaznamenal zastavení tvorby hvězd už 700 milionů let po velkém třesku.
Mezinárodní tým pod vedením vědců z University of Geneva ukázal, že červené a mrtvé galaxie lze nalézt jen. 700 milionů let po velkém třesku; naznačuje to, že galaxie přestávají tvořit hvězdy dříve, než předpovídají současné modely.
Dlouhou dobu se vědci domnívali, že ve velmi raném vesmíru by měly být pozorovány pouze galaxie s aktivní tvorbou hvězd. Vesmírný dalekohled Jamese Webba nyní odhalil, že galaxie přestaly tvořit hvězdy dříve, než se předpokládalo.
Nedávný objev mezinárodního týmu vedeného astronomy z Ženevské univerzity (UNIGE) prohlubuje napětí mezi teoretickými modely vývoje vesmíru a skutečnými pozorováními. Mezi stovkami spekter získaných pomocí programu RUBIES (Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey; využívá zařízení NIRSpec) Webbova dalekohledu tým objevil rekordní galaxii, která přestala tvořit hvězdy již v období, kdy galaxie normálně rostly velmi rychle.
V raném vesmíru typická galaxie pohlcovala plyn z okolního mezigalaktického prostředí a přeměňovala jej na hvězdy. Tento proces zvyšoval její hmotnost, což vedlo k ještě účinnější akreci plynu a zrychlené tvorbě hvězd. Galaxie nicméně nerostou donekonečna v důsledku procesu, který astronomové označují jako zhášení (quenching).
V místním vesmíru přibližně polovina pozorovaných galaxií přestala tvořit hvězdy a přestaly růst. Astronomové je označují jako klidové, vyhaslé, červené nebo mrtvé. Barevné označení je dáno tím, že tyto galaxie již neobsahují mladé, jasné modré hvězdy; zůstaly v nich pouze starší, menší červené hvězdy.
Zvlášť vysoký podíl klidových galaxií se nachází mezi velmi hmotnými galaxiemi, které mají často eliptický tvar. Vznik takových červených a mrtvých galaxií obvykle trvá dlouho, protože se v nich nejprve musí vytvořit velké množství hvězd, než se proces tvorby hvězd definitivně zastaví. Stále ale není jasné, co zhášení galaxií vlastně způsobuje. „Nalezení prvních příkladů masivních klidových galaxií (MQG) v raném vesmíru má zásadní význam, protože vrhá světlo na možné mechanismy jejich vzniku,“ říká spoluautor nové studie Pascal Oesch z UNIGE.
S rozvojem pozorovacích technik, zejména spektroskopie v blízké infračervené oblasti, astronomové potvrzují galaxie typu MQG ve stále dřívějších dobách existence vesmíru. Jejich předpokládaný počet je obtížné sladit s teoretickými modely vzniku galaxií, které předpovídají, že by takové systémy měly vznikat déle.
Díky Vesmírnému dalekohledu Jamese Webba (JWST) se toto napětí nyní podařilo posunout až k rudému posuvu 5 (1,2 miliardy let po velkém třesku), kde bylo v posledních letech potvrzeno několik galaxií MQG. Nová studie ukazuje, že tyto galaxie vznikly ještě dříve a rychleji.
Mezi těmito novými spektry vědci identifikovali dosud nejvzdálenější nalezenou MQG se spektroskopickým rudým posuvem 7,29, tedy pouhých ~700 milionů let po velkém třesku. Podrobné modelování spektra ukazuje, že galaxie nazvaná RUBIES-UDS-QG-z7 vytvořila hvězdnou hmotnost více než 10 miliard hmotností Slunce během prvních 600 milionů let po velkém třesku, ale pak tvorba hvězd rychle skončila.
Co s tím? Možná bude potřeba přehodnotit klíčové faktory teoretických modelů (např. vliv hvězdného větru a sílu výtoků poháněných tvorbou hvězd a masivních černých děr).
A za další, malá fyzická velikost galaxie RUBIES-UDS-QG-z7, pouhých ~650 světelných let, znamená vysokou hustotu hvězdné hmoty srovnatelnou s nejvyššími hustotami pozorovanými v centrech klidných galaxií s o něco nižšími rudými posuvy (z ~2-5). Tyto galaxie se pravděpodobně vyvinuly v jádra nejstarších a nejhmotnějších eliptických galaxií v místním vesmíru.
Andrea Weibel et al, RUBIES Reveals a Massive Quiescent Galaxy at z = 7.3, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adab7a
Zdroj: University of Geneva / Phys.org, přeloženo / zkráceno
