Az univerzum keletkezése utáni 550 millió évvel létező forgó galaxist találtak, amikor a világegyetemünk kora alig 4%-a volt a mainak. A forgásból arra lehet következtetni, hogy ez a fiatal galaxis nem egy formátlan csomó, sokkal inkább egy strukturált korong, mint a mi galaxisunk. A Tejútrendszernek és sok más spirálgalaxisnak viszont több mint 13 milliárd éve volt fejlődni. A felfedezés újabb bizonyíték amellett, hogy a galaxisok gyorsabban keletkeznek és fejlődnek, mint azt az elméletek alapján feltételeztük. Ellent nem mond a létező elméleteknek, hogy a csillagok korongot formálnak, de árnyalja az eddig alkotott képet.

A különös galaxis csillagai szintén fejlettek, a becslések szerint 300 millió évvel korábban keletkeztek, mikor az univerzum még csak körülbelül 250 millió éves volt. Ez jó hír a hamarosan tudományos munkába kezdő James Webb-űrteleszkópnak is – ha ezekben az első galaxisokban robbanásszerűen keletkezett sok csillagot, akkor azok valószínűleg elég fényesek lesznek ahhoz, hogy az új űrtávcső is lássa őket. A csillagászok reményei szerint rengeteg új információt szerzünk majd korai galaxisok széles spektrumáról, nem pedig csak a legnagyobb, legfényesebb objektumokról.

Az új tanulmányban bemutatott galaxis a MACS1149-JD1, vagy röviden csak JD1 névre hallgat. Nem ez az ismert legtávolabbi galaxis, de most már ez a legtávolabbi olyan galaxis, aminek a dinamikáját valamennyire ismerjük. A Richard Ellis (University College London) vezette kutatócsoport először 2018-ban fedezte fel a JD1 galaxist az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) rádiótávcső és az ESO VLT (Very Large Telescope) távcső segítségével. A színéből megállapították, hogy csillagainak legalább egy része idősebb, mivel az öregedő csillagok színe általában egyre vörösesebbé válik. A csillagok elhelyezkedéséről akkor viszont még nem tudtak.

A Hubble-űrtávcső felvétele a gravitációs lencsézés segítségével felnagyított MACS1149-JD1 galaxisról (kiemelt kis kép), az ismert legtávolabbi forgó galaxisról. (Forrás: NASA)

Az első felfedezés után ismét visszatértek az objektumra, hogy ezúttal hosszabb ideig, közelebbről vizsgálhassák. Az ALMA-hoz hasonlító távcsőhálózatok képesek ,,ráközelíteni” a megfigyelt objektumra úgy, hogy távolabb helyezik az egyes tányérokat egymástól, majd a rögzített jeleket az interferometria módszerével egyesítik. A kutatócsoport 2,5 kilométer átmérőjű területen elosztott távcsövekkel mért, így olyan képet kaptak a galaxisról, mintha egyetlen ekkora átmérőjű rádióteleszkóppal vizsgálták volna.

A távoli objektumok fénye a kozmológiai vöröseltolódás miatt a spektrum vörös fele felé tolódik el. Ennek a vöröseltolódásnak a segítségével meghatározható az észlelt objektum távolsága. A JD1 új, nagyfelbontású felvételével már apró különbségeket is felfedeztek a galaxisban levő objektumok vöröseltolódásai között; hasonló eltéréseket egy olyan forgó galaxisban látni, aminek egyik fele a megfigyelőtől távolodik, míg a másik fele közeledik. Az Astrophysical Journal Letters tudományos folyóiratban publikált tanulmány eredményei szerint a galaxis egyik fele és a másik között 120 km/s sebességkülönbséget mértek.

A sebességeloszlás-adatokat galaxismodellbe beillesztve azt az eredményt kapták, hogy a mért adatok jól illeszkednek egy 1 milliárd és 2 milliárd naptömeg közötti galaxishoz. Ez az 1 billiárd naptömegű Tejútrendszerhez viszonyítva igen apró, így a JD1 lassabban is forog, mint a mi galaxisunk, körülbelül mindössze negyedakkora sebességgel. Az univerzum ilyen korai szakaszában nem számítottak rá, hogy forgó galaxisra bukkannak, a mérési adatok viszont konzisztensek a forgó korong létezésével.

Remélhetőleg már nem kell soká várni, hogy megtudhassuk, mennyire ritka vagy gyakori a JD1 galaxis esete. Néhány héten belül a James Webb-űrtávcső megkezdi tudományos munkáját, ezzel pedig még rengeteg galaxis felfedezése várható az univerzum első félmilliárd évéből.

Forrás: Science