Astrônomos Telescópio Espacial James Webb:n (JWST) avulla tunnisti tähtipalkin massiivisessa galaksissa GN20. Observada vain 1,5 miljardia vuotta Big Bang:n jälkeen tämä löytö haastaa galaksien muodostumisen vakiomallin asettamat odotukset. Tutkimus, jota johti Leindert A. Boogaard ja Leiden:n Universidade, toimitettiin preprint-palvelimelle arXiv 14. toukokuuta, ja se tuo esiin ilmiön, jota aiemmin pidettiin epätodennäköisenä tällaisissa nuorissa galakseissa.
Stellar Barras ovat pitkänomaisia tähtirakenteita, jotka ylittävät galaksin keskustan ja toimivat kosmisina suppiloina. Elas suppilokaasua galaksin ytimeen, mikä tehostaa tähtien muodostumista, ruokkii keskeisiä mustia aukkoja ja edistää tiheiden ytimien rakentamista. Läheisessä universumissa nämä palkit ovat yleisiä, myös Via Láctea:ssä, mutta niiden muodostumista pidetään hitaana prosessina, jonka kehittyminen kestää miljardeja vuosia.
GN20:n Descoberta ja Observação
Galaksi GN20 on massiivinen, kaasurikas järjestelmä, joka sijaitsee punasiirtymässä 4, mikä tekee siitä etäisen ja himmeän. Koska Apesar ei ollut pölyn peitossa, JWST:n keski-infrapunainstrumentti (MIRI) ja lähi-infrapunakamera (NIRCam) pääsivät tunkeutumaan tähän kerrokseen. Essas-työkalut ovat paljastaneet galaksin sisäisen rakenteen ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti.
Isophoto-analyysi, joka mittaa kuinka galaksin valon kirkkaus venyy ja pyörii keskustasta ulospäin, osoitti terävän palkkirakenteen. Esta-palkki ulottuu seitsemän kiloparsekkia päästä päähän. Valokuvion riippumaton matemaattinen analyysi vahvisti havainnon itsenäisesti. Northern Extended Millimeter Array:n (NOEMA) korkearesoluutioiset submillimetriset Observações-kuvat vahvistivat palkin muotoisen piirteen esiintymisen kartoitetussa pölyssä, mikä osoitti vahvan kohdistuksen tähtipalkin ja pölypalkin välillä.
Barra Estelar Desafia Modelos Teóricos
Tähtipalkin havaitseminen GN20:ssa on huomionarvoista, koska olemassa olevien teorioiden mukaan sen olemassaolon pitäisi olla epätodennäköistä ainakin kolmesta perustavanlaatuisesta syystä. Tutkijat osoittavat, että primitiivisellä, runsaasti kaasua sisältävällä galaksilla olisi epäsuotuisat olosuhteet tällaisten rakenteiden muodostumiselle.
- Colapso Estrutural:Normaalisti muodostuvia Barras-tähtiä pidetään joustavina, mutta universumin alkuolosuhteet viittasivat niiden romahtamiseen oman painonsa alaisena.
- Tempo Crescimento:stä:Tangon kasvattaminen seitsemään kiloparsekkiin kestäisi miljardeja vuosia, mikä ei ole yhteensopiva GN20:n havaitun iän kanssa (1,5 miljardia vuotta Big Bang:n jälkeen).
- Supressão, Gás:Varhaisten galaksien runsaan kaasumäärän olisi vakiomallien mukaan pitänyt tukahduttaa tai viivyttää tankojen muodostumista.
Tiimi kuitenkin huomauttaa, että kaikki nämä esteet voidaan voittaa erittäin turbulenttisen kaasun läsnäololla koko sisälevyssä, jossa on korkea kaasufraktio.
Turbulência Gás:stä ja Formação Barra:stä
Boogaard et ai. ehdottaa, että avain tähtipalkin muodostumiseen GN20:ssa on sen kaasun tila. Turbulenssi ja kaasun suuri osuus galaksin sisälevyssä olisivat antaneet tangon vakiintua ja kasvaa. Esta on ratkaiseva selitys, joka yhdistää havainnot teoriaan ja terävöittää käsitystämme galaksien varhaisesta kehityksestä.
Embora-tutkijat mainitsevat epävarmuustekijöitä, kuten äärimmäisestä pölymäärästä johtuvan tangon ja ydinalueiden tähtimassan arvioinnin, pääjohtopäätös jää. Eles väittää, että GN20 on kaasurikas järjestelmä ja tähtipalkki on todellinen. JWST:n MIRI-instrumentti auttoi tekemään pölystä läpinäkyvän ja paljastamaan nämä monimutkaiset sisäiset rakenteet.
Implicações – Evolução Galáctica
GN20:n yksityiskohtaiset havainnot osoittavat myös, missä tähtien muodostuminen on keskittynyt. Kohdassa, jossa palkki kohtaa eteläisen ulomman kiekon, kaasu kerääntyy ja laukaisee intensiivisen tähtienmuodostuksen kuuman pisteen. Keskellä oleva palkki vetää materiaalia sisäänpäin ja ruokkii ydintähden räjähdystä ja mahdollisesti supermassiivista mustaa aukkoa. Este-tekijä on todennäköisesti ratkaiseva GN20:n poikkeukselliselle tähtienmuodostusnopeudelle, joka ylittää 1000 auringon massaa vuodessa.
Essa:n nopeaa tähtienmuodostusta saattaa ohjata tanko, joka suppiloi kaasua ja pölyä keskustaan, missä se laukaisee voimakkaan ydintähden räjähdyksen kaasurikkaassa kiekossa ja ruokkii mahdollista aktiivista galaktista ydintä. Löytö viittaa siihen, että GN20:n kaltaiset galaksit eivät välttämättä ole vain galaktisen evoluution vaihe. Baarivetoinen tähtien muodostus voi selittää arvoituksen siitä, kuinka nykyisessä universumissa havaitut massiiviset, kuolleet elliptiset galaksit saavuttivat tämän tilan ja miksi jotkut niistä näyttävät kuolleen sukupuuttoon niin aikaisin. Este-löydös edustaa merkittävää puuttuvaa lenkkiä galaksien evoluution ymmärtämisessä.