Galaktikus turmix: 40 galaxisból készül az univerzum egyik óriása

A Max Planck Rádiócsillagászati Intézet (MPIfR) kutatói egy nemzetközi csapattal együtt valami egészen elképesztőt figyeltek meg az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) segítségével: sikerült „elcsípniük”, ahogy egy óriási elliptikus galaxis születik – nem békés növekedéssel, hanem brutális, gyors összeolvadásokkal. És nem kettő-három galaxisról van szó, hanem nagyjából negyvenről.

Miért meglepő ez?

A csillagászok régóta vakarták a fejüket azon, hogy miért léteztek már hatalmas, „idős csillagokkal teli” galaxisok alig néhány milliárd évvel az ősrobbanás után. Az elméletek szerint akkor még inkább fiatal, pörgősen csillaggyártó galaxisoknak kellett volna dominálniuk Ehhez képest ott voltak ezek a kozmikus „nagymamák”, mintha túl gyorsan nőttek volna fel Az új megfigyelések szerint valóban ez történt: nem lassú, 14 milliárd éves építkezésről van szó, hanem villámgyors, erőszakos galaktikus ütközésekről.

A helyszín: SPT2349-56

A kutatók az SPT2349-56 jelzésű protoklasztert vizsgálták a déli Főnix csillagképben. Olyan állapotban látjuk, amilyen 1,4 milliárd évvel az ősrobbanás után volt. Ebben a rendszerben körülbelül 40, gázzal teli galaxis zsúfolódik össze egy sűrű magba. Ez az egyik legszélsőségesebb fiatal galaxishalmaz, amit valaha felfedeztek Nikolaus Sulzenauer, az MPIfR és a Bonni Egyetem PhD-hallgatója, aki az elemzést vezette, így fogalmazott: Ahelyett, hogy lassan gyűjtenék a tömeget 14 milliárd év alatt, egy hatalmas elliptikus galaxis mindössze néhány száz millió év alatt gyorsan kialakulhat. Magyarán: nem téglánként épül a ház – inkább egyszerre borítanak rá negyven kamionnyi anyagot.

Csillaggyár turbó fokozaton

A rendszer közepén négy galaxis olyan szorosan kering egymás körül, hogy szinte összeérnek. Ezek elképesztő tempóban hoznak létre csillagokat: körülbelül 40 percenként születik egy új csillag. Összehasonlításképpen: a Tejútrendszer évente csak három-négyet „gyárt”. Ez olyan különbség, mintha egy kis pékség napi pár kenyeret sütne, miközben a szomszédban egy ipari gyár percenként tol ki egy kamionnal.

Az ALMA mérései alapján a központi négy galaxis hatalmas, úgynevezett árapálykarokat lövell ki 300 kilométer per másodperces sebességgel. Ezek nagyobb területet fednek le, mint a teljes Tejútrendszer. A fényességüket lökéshullámok erősítik fel, amelyek ionizált szénatomokat gerjesztenek – ez az oka annak, hogy szubmilliméteres hullámhosszon rendkívül erősen világítanak. A kutatók azt is megfigyelték, hogy az árapálytörmelék egy újabb, mintegy 20 ütköző galaxisból álló lánchoz kapcsolódik a rendszer külső részén. Sulzenauer szerint: először vagyunk tanúi egy kaszkádszerű összeolvadási átalakulás kezdetének.

A becslések szerint a 40 gázban gazdag galaxis nagy része el fog pusztulni az ütközések során, és kevesebb mint 300 millió év alatt egyetlen óriási elliptikus galaxissá olvad össze. Kozmikus léptékben ez tényleg csak egy szempillantás.

Mit jelent ez az elméletek számára?

Az SPT2349-56 már korábban is az egyik legextrémebb ismert fiatal galaxishalmazként volt ismert. Egy januárban a Nature-ben megjelent tanulmány kimutatta, hogy ugyanebben a rendszerben rendkívül felforrósodott intraklaszter gáz található. Ez arra utal, hogy a hatalmas galaxishalmazok születése jóval erőszakosabb és hatékonyabban fűti fel a gázt, mint azt a modellek eddig feltételezték.

Scott Chapman, a Dalhousie Egyetem kutatója szerint még mindig sok a nyitott kérdés: hogyan hatnak egymásra az összeolvadási lökéshullámok, a szupermasszív fekete lyukak növekedése során felszabaduló energia, és mindez miként befolyásolja a csillagképződéshez szükséges gázt.

A nagy kép

A mostani eredmények azt sugallják, hogy az univerzum fiatal korában nem minden galaxis szépen, komótosan növekedett. Néhányuk inkább egy kozmikus tömegkarambol eredményeként született meg. És ha ez így van, akkor a galaxisfejlődésről alkotott tankönyvi fejezeteket bizony érdemes lesz újraírni.

(Nethuszár)