Astronomowie potwierdzili istnienie najwcześniejszej znanej galaktyki spiralnej z poprzeczką – struktury podobnej do Drogi Mlecznej, która uformowała się zaledwie około dwóch miliardów lat po Wielkim Wybuchu. Odkrycie to znacząco przesuwa wstecz moment pojawienia się złożonych struktur galaktycznych i dostarcza nowych informacji na temat tempa ewolucji galaktyk we wczesnym Wszechświecie.
Postęp ten jest bezpośrednim efektem rozwoju nowej generacji instrumentów astronomicznych, zdolnych do obserwacji coraz odleglejszych i słabszych obiektów z niespotykaną dotąd precyzją. Dzięki nim naukowcy mogą badać galaktyki powstałe w najwcześniejszych epokach kosmicznych, co pozwala na ciągłe udoskonalanie modeli formowania i ewolucji struktur we Wszechświecie.
W najnowszym badaniu zespół naukowców kierowany przez Uniwersytet w Pittsburghu zidentyfikował obiekt, który może być najstarszą obserwowaną galaktyką spiralną z poprzeczką. Galaktyka, oznaczona jako COSMOS-74706, dostarcza istotnych ograniczeń czasowych dotyczących momentu, w którym poprzeczki zaczęły pojawiać się w galaktykach.
Początkowe obserwacje wykonano za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), a dane opracowano przy wsparciu Space Telescope Science Institute. Aby jednoznacznie określić wiek obiektu, zespół przeprowadził dodatkowe obserwacje spektroskopowe z wykorzystaniem instrumentu MOSFIRE (Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration) zainstalowanego na teleskopie Kecka I na Hawajach. Analiza widmowa potwierdziła, że galaktyka istniała ponad 11,5 miliarda lat temu, co czyni ją najwcześniejszą znaną galaktyką spiralną z poprzeczką, której wiek został potwierdzony spektroskopowo.
Zgodnie z klasyfikacją morfologiczną znaną jako sekwencja Hubble’a, galaktyki dzieli się na eliptyczne, spiralne i soczewkowate. Uważa się, że większość galaktyk rozpoczyna swoje istnienie jako nieregularne dyski, które z czasem ewoluują, tworząc centralne zgrubienia i ramiona spiralne. Galaktyki spiralne z poprzeczką reprezentują jeszcze bardziej zaawansowany etap tej ewolucji, charakteryzujący się obecnością wydłużonej struktury gwiazdowej przechodzącej przez centrum.
Poprzeczki odgrywają kluczową rolę w rozwoju galaktyk. Ułatwiają transport gazu z zewnętrznych obszarów ku jądru, co może zasilać centralną supermasywną czarną dziurę oraz wpływać na tempo powstawania gwiazd w całym dysku galaktycznym. Droga Mleczna jest galaktyką spiralną z poprzeczką, dlatego odkrycie takiej struktury w tak wczesnym okresie historii Wszechświata ma szczególne znaczenie dla zrozumienia jej własnej ewolucji.
Choć wcześniejsze prace sugerowały istnienie jeszcze starszych galaktyk z poprzeczką, opierały się one głównie na pośrednich metodach, takich jak soczewkowanie grawitacyjne czy szacunki oparte wyłącznie na przesunięciu ku czerwieni. Metody te obarczone są istotnymi niepewnościami — soczewkowanie może zniekształcać obrazy, a pomiary przesunięcia ku czerwieni obarczone są błędami rzędu 10–15 procent. Zastosowanie spektroskopii w przypadku COSMOS-74706 zapewnia znacznie większą wiarygodność wyników.
Odkrycie tak dojrzałej struktury galaktycznej w młodym Wszechświecie jest zgodne z niektórymi symulacjami kosmologicznymi, które przewidują powstawanie poprzeczek już około 12,5 miliarda lat temu. Brakowało jednak jednoznacznych obserwacyjnych potwierdzeń. Identyfikacja COSMOS-74706 stanowi zatem istotny krok naprzód, pomagając precyzyjniej określić tempo formowania się galaktyk i oferując rzadki wgląd w zaawansowaną architekturę Wszechświata we wczesnej fazie jego istnienia.