Astronoomid väidavad, et üks kaugeimaid galaktikaid, mida eales vaadeldud, on suure tõenäosusega pöörlev. Rahvusvaheline meeskond, mida juhtis Tsuyoshi Tokuoka Jaapanist Waseda ülikoolist, avastas liikumise, kasutades Tšiilis asuva Atacama suure millimeetri/submillimeetri massiivi (ALMA) vaatlusi. Tulemus pakub olulisi uusi teadmisi äsja moodustunud galaktikate arengust ja võib anda kasulikke juhiseid tulevaste James Webbi kosmoseteleskoobi (JWST) vaatluste jaoks.
Kui galaktikad esimest korda moodustuma hakkasid, oli universumis oma "pimeda ajastu" – periood, mil praktiliselt kogu aine oli jahe ja läbipaistev. Kui aine lagunes gravitatsiooni mõjul, tekkisid galaktikad, mis käivitasid tärkavates galaktikate keskustes tähtede moodustumise ja käivitasid niinimetatud "reionisatsiooni ajastu", mis lõpetas pimedad ajastud. Sealt levis tähtede moodustumine pöörlevateks galaktilisteks ketasteks, kus asuvad nüüd uuemad tähed.
Astronoomidel on neid iidseid galaktikaid valitsenud füüsika kohta veel palju õppida. Nendele küsimustele, sealhulgas galaktilise pöörlemise päritolule uue valguse saamiseks pöördusid Tokuoka ja kolleegid ALMA vaatluste poole. Tänu oma muljetavaldavale ruumilisele ja sageduslikule eraldusvõimele on see instrument teinud revolutsiooni kaugete, suure punanihkega galaktikate vaatlemises.
Viimases uuringus kasutasid teadlased ALMA-d, et uurida MACS1149-JD1: gravitatsiooniläätsega galaktikat, mis asub enam kui 10 miljardi valgusaasta kaugusel, muutes selle üheks kõige kaugemaks objektiks, mida kunagi kinnitatud on. Spekroskoopia abil on astronoomid avastanud, et JD1 sisaldab umbes 300 miljoni aasta vanust tähtede populatsiooni, mille päritolu on kaugel universumi pimedas ajastus – kõigest 270 miljonit aastat pärast Suurt Pauku.
Erinevad punanihked
Töörühm uuris JD1-s kahekordselt ioniseeritud hapniku (O III) kiirgavaid iseloomulikke lainepikkusi. Seda gaasi leidub laialdaselt supernoova jäänustes, mistõttu on see tähtedevahelise keskkonna materjali põhikomponent. Tänu ALMA eraldusvõimele suutis meeskond tuvastada O III emissiooni punanihke variatsioone galaktika erinevates osades. See paljastas materjali kiiruse gradiendi JD1 tähtedevahelises keskkonnas – galaktika ühel küljel oli selgelt erinev punanihe.
See tähelepanek vastas peaaegu kõigile kriteeriumidele, mis peavad olema täidetud, et kinnitada, et galaktika pöörleb, muutes selle kõige varasemaks kunagi avastatud pöörleva ketta näiteks. Selle pöörlemiskiirus oli ka palju aeglasem kui teistes galaktikates, sealhulgas meie galaktikates, mis viitab sellele, et JD1 pöörlemisliikumine on alles algusjärgus.
Galaktika pöörlemise uuring välistab modifitseeritud gravitatsiooni või on nii?
Tulemus, mida on kirjeldatud artiklis Astrophysical Journal Letters, tähendab, et astronoomidel on galaktikate pöörlemiskiiruste rekord, mis hõlmab üle 95% universumi kogu ajaloost, mis on meeskonnaliikmete sõnul oluline samm galaktikate füüsikaliste omaduste arengu mõistmisel. Tokuoka ja tema kolleegid loodavad nüüd, et paljudele järelejäänud küsimustele saab peagi vastuse JWST abil, mis peaks võimaldama neil tuvastada galaktika konkreetsete tähepopulatsioonide vanuseid.
