Vědci odhalili, co zabíjí galaxie v raném vesmíru: Intenzivní tvorba hvězd, nikoli jen černé díry

Astronomové nedávno objevili galaxii v procesu zániku a identifikovali překvapivou příčinu jejího konce. Ukazuje se, že silné galaktické větry, které vyfukují plyn do vesmíru, mohou být běžným faktorem zániku masivních galaxií v raném vesmíru.

Astronomové nedávno objevili galaxii v procesu zániku a identifikovali překvapivou příčinu jejího konce. Ukazuje se, že silné galaktické větry, které vyfukují plyn do vesmíru, mohou být běžným faktorem zániku masivních galaxií v raném vesmíru. Tento objev mění dosavadní představy o tom, co pohání tyto ničivé procesy.

Primárními podezřelými za zánik masivních galaxií byly dosud dva mechanismy: exploze hvězd (supernovy), které odtlačují plyn, a supermasivní černé díry, které urychlují plyn na tak vysoké rychlosti, že uniká gravitačnímu působení galaxie. Oba tyto jevy vytvářejí rychle se pohybující proudy plynu, které astronomové nazývají galaktické větry. Dlouho se věřilo, že právě tyto větry jsou jednou z hlavních příčin zániku galaxií, přičemž černé díry byly považovány za dominantní sílu u největších a nejhmotnějších galaxií.

Testování těchto teorií bylo donedávna obtížné, protože plyn v galaktickém větru rychle slábne a stává se téměř neviditelným i v blízkých galaxiích. Pohled na raný vesmír však zásadně proměnil Vesmírný dalekohled Jamese Webba, který dokáže detekovat dříve neviditelné jevy, včetně horkého, rychle se pohybujícího plynu vyvrženého z raných masivních galaxií. Pro novou studii vědci zkombinovali pozorování z teleskopu Jamese Webba s daty z Atacama Large Millimeter Array (ALMA), nejvýkonnějšího radioteleskopu na světě, který měří studený plyn tvořící hvězdy.

Společně tyto teleskopy poskytly dosud nejúplnější obraz galaktických větrů v raném vesmíru. Jedna galaxie, nazvaná CRISTAL-02, okamžitě upoutala pozornost. Tvořila hvězdy dvakrát rychleji než jiné galaxie podobné velikosti. Extrémně citlivá pozorování odhalila obrovský oblak studeného plynu, který se táhl daleko od CRISTAL-02, téměř stejně dlouhý jako samotná galaxie – jasný signál, že plyn byl z galaxie vyfukován. Vítr z CRISTAL-02 vyvrhoval dvakrát více plynu, než kolik galaxie přeměňovala na hvězdy, a tento plyn se pravděpodobně pohyboval dostatečně rychle, aby z galaxie unikl. Pokud by vítr pokračoval v tomto tempu, galaxii by došlo palivo za méně než 100 milionů let – což je v kosmickém měřítku zlomek okamžiku – a vytvořila by masivní mrtvou galaxii méně než 1,5 miliardy let po Velkém třesku.

Paradoxně se zdálo, že vítr byl poháněn stejnou intenzivní tvorbou hvězd, která způsobovala tak rychlý růst galaxie. K dokončení celkového obrazu bylo nutné pochopit, proč CRISTAL-02 rostla tak rychle. Odpověď může spočívat v tom, že CRISTAL-02 není jedna galaxie, ale více galaxií v závěrečných fázích kosmické kolize. Během takových kolizí se plyn shromažďuje směrem k centrům galaxií, což spouští silné výbuchy tvorby hvězd. V současném vesmíru jsou galaktické kolize poměrně vzácné, ale miliardu let po Velkém třesku byl vesmír mnohem kompaktnější, což znamenalo, že galaxie byly mnohem blíže u sebe. Nedávné studie naznačují, že asi 40 % velkých galaxií v raném vesmíru bylo v procesu slučování. Některé z těchto galaxií pravděpodobně čekal podobný osud jako CRISTAL-02: intenzivní výbuchy tvorby hvězd, následované silnými větry vedoucími k jejich zániku.