Az univerzum szerkezetének kialakulására vonatkozó jelenlegi ismereteink szerint a galaxisok hierarchikusan alakulnak ki: először kisebb struktúrák alakulnak ki, amelyek később összeolvadva nagyobb struktúrákat hoznak létre. Ezt galaxisfejlődési elméletek és számítógépes szimulációk is alátámasztják, valamint az univerzum különböző időpontjaiban megfigyelt galaxisok is illeszkednek hozzá. A legelső struktúrák kialakulásának megfigyeléséhez annyira messzire kell tekintenünk az időben, amennyire csak lehetséges. Ezek a források viszont nem csak nagyon kicsik, de nagyon halványak is, így a detektálásukhoz fejlett technológiára van szükség.

Egy új tanulmányban megfigyelték egy galaxis korai előfutárát, más néven progenitorát, amely mára valószínűleg egy hatalmas, Tejútrendszer-méretű galaxissá fejlődött. A CGG-z5 névre keresztelt, az univerzum 1,1 milliárd éves kora körül (ez a mai korának kb. 8%-a) megfigyelt, kisebb galaxisokból álló csoportot a James Webb-űrteleszkóp CEERS programjának keretein belül találták. A felfedezéséhez Nikolaj Sillassen MSc hallgató GalCluster kódját használták, ami kifejezetten a hasonló struktúrák azonosítására készült.

Kis méretű galaxisok csoportja majdnem 13 milliárd évvel ezelőttről, valószínűleg éppen összeolvadás közben. A James Webb-űrteleszkóp felvételén látható csoport mára feltehetőleg egy Tejútrendszer-méretű galaxissá olvadt össze. (Forrás: Shuowen Jin et al., 2023)

A csoport legfényesebb tagját már korábban a Hubble-űrtávcsővel megörökítették, a CEERS program során viszont új, kisebb tagokat is sikerült lencsevégre kapni. Ezek annyira kicsik és halványak, hogy a James Webb érzékenysége és térbeli felbontása nélkül nem lehetett volna őket detektálni. Hogy pontosan mi lesz a CGG-z5 csoport jövője, azt természetesen nem tudni. Lehet, hogy nem egyetlen galaxissá olvadtak össze, hanem egy nagyobb galaxishalmaz lett belőlük. Az is előfordulhat, hogy a valóságban nincsenek is olyan közel egymáshoz, mint ahogyan látszik, hanem helyette egy filamentáris struktúra részei, amit csak éppen az egyik vége felől látunk.

Ahhoz, hogy a fenti forgatókönyvek közt különbséget lehessen tenni, precízebb megfigyelésekre és időigényesebb spektroszkópiai mérésekre van szükség. A köztes időben viszont a számítógépes szimulációk is segítenek. A CGG-z5 természetének és fejlődésének megismeréséhez hasonló struktúrákat kerestek nagyskálás hidrodinamikai szimulációkban. Aswin Vijiayan posztdoktor kutató elmondása szerint eddig 14 olyan szerkezetet találtak, amik hasonlítanak a CGG-z5 csoporthoz. Ezután a hidrodinamikai szimulációkkal ,,előretekerték” az időt és megnézték, hogyan fejlődtek tovább. Habár a 14 struktúra pontos evolúciója eltérő, mindegyik ugyanarra a sorsra jutott: körülbelül 0,5-1 milliárd évvel később egyetlen galaxisba olvadnak össze, amely az univerzum jelenlegi korának felére a mi Tejútrendszerünkhöz hasonló tömegű lett.

A CGG-z5 csoporthoz hasonló, szimulált protogalaxis fejlődésének négy pillanatképe. A fényesség a galaxisokban levő csillagsűrűséget jelzi, a szimbólumok pedig az egyes anyagcsomósodásokat jelölik. A bal felső és a jobb alsó kép között 1,2 milliárd év telik el, eközben a galaxisok 5 milliárd naptömegről 65 milliárd naptömegűre híznak. (Forrás: A. Vijiayan és S. Jin)

A szimulációk előrejelzéseit elnézve kecsegtető a gondolat, hogy a CGG-z5 is hasonló fejlődési útvonalat fog bejárni. Érdekesség, hogy a CGG-z5 csoporthoz hasonló kis galaxis csoportosulások adott térfogatra eső száma hasonló az univerzum későbbi szakaszaiban található, nagy tömegű galaxisok számához. Ez is vonzóvá teszi az elképzelést, hogy a későbbi nagy galaxisok előfutárai összeolvadó galaxiscsoportok lehettek.

Forrás: Koppenhágai Egyetem