به گفته اخترشناسان، یکی از دورترین کهکشان‌هایی که تاکنون مشاهده شده است، احتمالاً در حال چرخش است. یک تیم بین المللی به رهبری تسویوشی توکوئوکا از دانشگاه واسدا، ژاپن، این حرکت را با استفاده از مشاهدات آرایه میلی متری/زیر میلی متری بزرگ آتاکاما (ALMA) در شیلی کشف کردند. نتیجه، بینش های جدید بسیار مهمی را در مورد تکامل کهکشان های تازه تشکیل شده ارائه می دهد و می تواند راهنمایی مفیدی برای مشاهدات آتی با تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) باشد.
زمانی که کهکشان ها برای اولین بار شروع به شکل گیری کردند، جهان در "عصر تاریک" خود بود - دوره ای که تقریباً همه مواد خنک و شفاف بودند. با فروپاشی ماده تحت گرانش، کهکشان‌ها شکل گرفتند، شکل‌گیری ستارگان را در مراکز نوپای کهکشانی آغاز کردند و به اصطلاح «دوران یونیزه‌شدن مجدد» را آغاز کردند که به دوران تاریکی پایان داد. از آنجا، شکل‌گیری ستارگان به دیسک‌های کهکشانی در حال چرخش، جایی که ستاره‌های جدیدتر در حال حاضر در آن ساکن هستند، گسترش یافت.
ستاره شناسان هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد فیزیک حاکم بر این کهکشان های باستانی دارند. توکوئوکا و همکارانش برای روشن کردن این سؤالات، از جمله منشأ چرخش کهکشانی، به مشاهدات ALMA روی آوردند. این ابزار به دلیل تفکیک‌پذیری‌های فضایی و فرکانسی چشمگیرش، رصد کهکشان‌های دوردست و بسیار متحرک به سرخ را متحول کرده است.
در آخرین مطالعه، محققان از ALMA برای مطالعه MACS1149-JD1 استفاده کردند: یک کهکشان دارای عدسی گرانشی که بیش از 10 میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد و آن را به یکی از دورترین اجرام تایید شده تبدیل می کند. از طریق طیف‌سنجی، ستاره‌شناسان کشف کرده‌اند که JD1 شامل جمعیتی از ستارگان تقریباً 300 میلیون ساله است که منشأ آن را به خوبی در عصر تاریک جهان قرار می‌دهد - فقط 270 میلیون سال پس از انفجار بزرگ.
جابجایی های قرمز متفاوت
این تیم طول موج های مشخصه ساطع شده توسط اکسیژن یونیزه مضاعف (O III) را در JD1 بررسی کردند. این گاز به طور گسترده ای در بقایای ابرنواخترها یافت می شود و آن را به یکی از اجزای اصلی مواد در محیط بین ستاره ای تبدیل می کند. به لطف رزولوشن ALMA، تیم قادر به شناسایی تغییرات در انتقال قرمز انتشار O III در بخش‌های مختلف کهکشان بود. این یک شیب در سرعت مواد در محیط بین ستاره‌ای JD1 را نشان داد - با یک طرف کهکشان یک تغییر رنگ کاملاً متفاوت به سرخ.
این رصد تقریباً تمام معیارهایی را که باید برای تأیید چرخش یک کهکشان رعایت شود، برآورده کرد و آن را به اولین نمونه از یک دیسک دوار کشف شده تبدیل کرد. سرعت چرخشی آن نیز بسیار کمتر از آنچه در کهکشان های دیگر، از جمله کهکشان ما یافت می شود - نشان می دهد که حرکت چرخشی JD1 هنوز در مراحل اولیه خود است.
مطالعه چرخش کهکشان گرانش اصلاح شده را رد می کند، یا اینطور است؟
نتیجه، که در شرح داده شده است مجلات Astrophysical Journal، به این معنی است که ستاره شناسان رکوردی از سرعت چرخش کهکشانی دارند که بیش از 95٪ از کل تاریخ کیهان را در بر می گیرد، که اعضای تیم می گویند گام مهمی در درک چگونگی تکامل ویژگی های فیزیکی کهکشان ها است. توکوئوکا و همکارانش اکنون امیدوارند که بسیاری از سؤالات باقیمانده به زودی با کمک JWST پاسخ داده شوند، که باید آنها را قادر به شناسایی سن جمعیت های ستاره ای خاص در داخل کهکشان کند.
