Vědci poprvé zachytili umírající galaxii: Přichází o plyn a přestává tvořit hvězdy v raném vesmíru

Astronomové možná poprvé zachytili galaxii v raném vesmíru, která právě prochází procesem „umírání“, tedy zastavování tvorby hvězd. Jde o masivní systém, který ztrácí plyn potřebný pro vznik nových hvězd pouhých 1,4 miliardy let po Velkém třesku.

Astronomové možná poprvé zachytili galaxii v raném vesmíru, která právě prochází procesem „umírání“, tedy zastavování tvorby hvězd. Jde o masivní systém, který ztrácí plyn potřebný pro vznik nových hvězd pouhých 1,4 miliardy let po Velkém třesku. Tento objev poskytuje klíčové vodítko k pochopení, proč některé galaxie přestaly tvořit hvězdy tak brzy v kosmické historii.

Pozorovaná galaxie, označená jako C26, se nachází v rodícím se shluku galaxií SPT2349–56, který obsahuje asi 30 galaxií tvořících hvězdy v oblasti o šířce 100 kiloparseků. C26 je zvláště zajímavá svým neobvyklým tvarem připomínajícím kometu, s výraznou „hlavou“ a „ocasem“, ve kterém je navíc hustá, jasná oblast zvaná „uzel“. Tým vedený Dazhim Zhouem z University of British Columbia analyzoval tuto galaxii pomocí dat z Hubbleova vesmírného dalekohledu a Vesmírného dalekohledu Jamese Webba. Zjistili, že hlava galaxie má hmotnost kolem 22 miliard Sluncí, zatímco ocas, včetně uzlu, má asi 6 miliard Sluncí. Ocas se zdá být domovem mladší hvězdné populace, což naznačuje detekce UV světla.

Množství studeného plynu v galaxii, který je k dispozici pro tvorbu nových hvězd, je sice v řádu desítek miliard Sluncí, ale více než polovina z něj se nachází mimo samotnou galaxii. Tento vytlačený plyn se táhne v dlouhém ocasu za galaxií a je rozptýlený a klidný, nikoli hustý a turbulentní, jak by bylo potřeba pro efektivní tvorbu hvězd. Vědci zvažovali dva hlavní mechanismy ztráty plynu: gravitační interakci s jinou galaxií nebo odtrhávání plynů tlakem okolního prostředí (tzv. ram-pressure stripping), ke kterému dochází, když galaxie prochází horkým a hustým plynem.

Gravitační interakce byla vyloučena, protože jediný kandidát na interagujícího společníka – jasný uzel v ocasu – je příliš málo hmotný na to, aby odtrhl tak velké množství plynu. Místo toho několik indicií ukazuje na odtrhávání plynů tlakem okolního prostředí. Odtržený plyn se pohybuje hladce a nepřetržitě, nikoli jako roztrhaný fragment. Je klidný a rozptýlený, a navzdory masivní zásobě plynu zůstává tvorba hvězd v galaxii překvapivě nízká, což je v rozporu s očekávaným náhlým vzplanutím tvorby hvězd při gravitační interakci. Ocas galaxie navíc směřuje k centru shluku, což odpovídá plynu táhnoucímu se za galaxií, která se pohybuje horkým mezigalaktickým plynem.

Tento dramatický proces odtrhávání plynů je známý u „medúzových galaxií“, které mají chapadlovité ocasy z plynu. Obvykle se však předpokládá, že k tomu dochází v zralých, dobře vyvinutých shlucích s horkým a hustým mezigalaktickým prostředím. SPT2349–56 je však stále mladý shluk ve fázi formování, a to velmi brzy v historii vesmíru. Odtrhávání plynů tlakem okolního prostředí účinně připravuje galaxii o palivo, což vede k zastavení tvorby hvězd. Tým se domnívá, že C26 může zachycovat přechodné stadium, kdy masivní galaxie, stále tvořící hvězdy, již ztratila většinu svého plynu a je na cestě k tomu, aby se stala „mrtvou“ galaxií bez tvorby hvězd. Tento objev pomáhá řešit širší záhadu v astronomii, proč se tiché, zralé galaxie objevují překvapivě brzy v kosmické historii. Další galaxie v jádru tohoto shluku rovněž vykazují známky nedostatku plynu, což naznačuje, že tento proces může aktivně přetvářet celý proto-shluk, nejen C26.