Masywna galaktyka eliptyczna daleko od nas i dawno temu

Galaktyki zazwyczaj dzielą się na dwie kategorie: eliptyczne zbiory czerwonawych, starych gwiazd, które powstały głównie na wczesnych etapach historii Wszechświata oraz spiralne obiekty zdominowane przede wszystkim przez niebieskie, młode gwiazdy. Droga Mleczna to właśnie taka galaktyka spiralna, w której aktywnie powstają nowe gwiazdy. Aby zrozumieć wzrost galaktyk na przestrzeni kolejnych epok oraz historię formowania się gwiazd we Wszechświecie, astronomowie badają populację starych gwiazd w odległych galaktykach eliptycznych, czyli gwiazd, które powstały jeszcze wcześniej. Procesy gwiazdotwórcze prowadzą m.in do powstawania gwiazd, które eksplodują jako supernowe wzbogacając swoje otoczenie o nowe pierwiastki, np. magnez. Pomiary ilości magnezu (w relacji do ilości żelaza) w galaktyce pozwala określić siłę i długość wcześniejszych okresów formowania gwiazd.

Charlie Conroy i Jieun Choi wraz z ósemką innych współpracowników wykorzystali spektrometr zainstalowany na teleskopie Keck do wykonania bardzo precyzyjnych pomiarów ilości magnezu w jednej z najmasywniejszych i najjaśniejszych znanych galaktyk eliptycznych. Galakyka, widziana z odległości, z której widzimy ją taką jaka była zaledwie 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu, charakteryzuje się masą około 300 miliardów mas Słońca (łączna masa gwiazd Drogi Mlecznej jest dziesięciokrotnie mniejsza) lecz aktualnie powstają w niej gwiazdy w tempie dwa razy mniejszym niż w Drodze Mlecznej. Niemniej jednak stosunek obfitości magnezu do żelaza wskazuje, że na wcześniejszych etapach swojej historii galaktyka produkowała nowe gwiazdy w fenomenalnie wysokim tempie równym nawet kilku tysiącom mas Słońca rocznie – to jedne z najbardziej intensywnych znanych nam procesów gwiazdotwórczych.

Naukowcy wnioskują, że krótkie okresy intensywnego tworzenia nowych gwiazd w tej galaktyce musiały być skutkiem łączenia się z innymi galaktykami. Co więcej, astronomowie szacują, że galaktyka mogła dwukrotnie urosnąć właśnie w skutek przyłączania do siebie mniejszych galaktyk. Niestety, opisywana tu galaktyka jest na tyle nietypowa, że nie możemy stwierdzić w jaki typ galaktyki mogła ona wyewoluować. Badacze postulują konieczność wykonania dalszych obserwacji większej ilości mniej ekstremalnych galaktyk eliptycznych wczesnego Wszechświata, co pozwoli nam na uzupełnienie luk w naszej wiedzy o historii tych obiektów. Instrumenty zainstalowane na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który ma być wyniesiony w przestrzeń kosmiczną w przyszłym roku, powinny być w stanie sprostać temu zadaniu.

Źródło: Harvard-Smithsonian CfA