25 miliardów lat świetlnych od nas przestały powstawać gwiazdy

Znana dziś pod nazwą GS-9209 galaktyka powstała około 600 do 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Dziś znajduje się około 25 miliardów lat świetlnych od nas. Tak duża odległość to konsekwencja rozszerzania się Wszechświata. My widzimy ją taką jaką była około 12,5 miliarda lat temu (w tym czasie formowały się centralne części Drogi Mlecznej), bo tyle czasu potrzebowało światło by dotrzeć do nas.

Nie jest to więc galaktyka powstała rekordowo dawno temu, nie jest to galaktyka z najstarszymi gwiazdami, ale istotniejsze są inne wnioski z jej ostatnich obserwacji, które ponowiono, gdy na orbicie pojawił się teleskop Webb. W centrum GS-9209 odkryto supermasywną czarną dziurę i to właśnie konsekwencje tego odkrycia prowadzą do tytułowego wniosku.

Kiedy galaktyka GS-9202 stała się galaktyką spokojną?

Powyższe stwierdzenie to dokładne tłumaczenie angielskiego określenia quiescent galaxy. Oznacza ono właśnie galaktykę, w której nie zachodzą już procesy gwiazdotwórcze. Nie powstają już masywne, krótko istniejące gwiazdy, a te, które są mają na tyle małą masę, że będą bardzo długo egzystować jako normalne gwiazdy, a potem, niejako po swojej śmierci, staną się obiektami jeszcze bardziej zwartymi, ale nie dostarczą już otoczeniu materiału do tworzenia gwiazd.

W przypadku galaktyki GS-9209 stan spokoju został osiągnięty bardzo szybko. Można powiedzieć, że nastąpił gwałtowny proces formowania się gwiazd, który następnie ustał.

Galaktyka GS-9209 na zdjęciu z teleskopu Webb (fot: Uniwersytet w Edynburgu)

To najodleglejsza znana nam galaktyka, w której przestały powstawać gwiazdy. Docierające do nas światło tej galaktyki wyemitowane zostało gdy miała ona 1,25 miliarda lat i już wtedy od kilkuset milionów lat nie powstały w niej gwiazdy.

Dla porównania w Drodze Mlecznej wciąż formują się gwiazdy, choć wiemy, że istnieje ona niemal tak długo jak Wszechświat.

Galaktyka GS-9209 jest 10 razy mniejsza od Drogi Mlecznej, a zawiera tyle samo gwiazd, których łączna masa jest równa około 40 miliardom mas Słońca

Taką spokojną galaktykę można w pewnym sensie uznać za martwą. Bo nawet jeśli istnieją tam jakieś cywilizacje techniczne, to raczej nie będą one w stanie podsycić na nowo procesu tworzenia gwiazd. Jednak nigdy nie można być pewnym, więc kto wie, co teraz dzieje się w GS-9209.

O ile jeszcze ta galaktyka istnieje, bo światło, które dziś wyemitują obiekty tej galaktyki dotrą do nas za kilkadziesiąt miliardów lat. Wcale nie za 25 miliardów, bo tak byłoby, gdyby wszechświat się nie rozszerzał. Z tego też powodu, dziś dostrzegalna dla instrumentów obserwacyjnych przestrzeń sięga około 45 miliardów lat świetlnych w każdym kierunku, w jakim się spojrzymy.

Jak to możliwe, żeby w galaktyce przestały powstawać gwiazdy?

Czarna dziura, która znajduje się w centrum GS-9209, ma masę pięć razy większą niż spodziewana w galaktyce, która liczy sobie tyle gwiazd. Dla przypomnienia jest ich tyle co w Drodze Mlecznej, a nasze szacunki tę liczbę zamykają w dość szerokim przedziale od 100 do 400 miliardów.

Zważywszy na niewielki w porównaniu z Drogą Mleczną rozmiar galaktyki GS-9209, ciśnienie promieniowania emitowanego przez supermasywną czarną dziurę miało uproszczone zadanie rozgrzania i wydmuchania gazu z przestrzeni galaktycznej, tak by nie był on w stanie podlegać kontrakcji, która prowadzi do powstawania nowych gwiazd.

Galaktyki GS-9209 nie obserwujemy bezpośrednio, tak by móc ocenić jej kształt i typ. Gdyby jednak w pobliskim nam kosmosie szukać galaktyk, które już zakończyły etap formowania gwiazd, to najlepszym typem będą galaktyki eliptyczne. Mają one już bardzo mało zapasów materii, która pozwoli tworzyć nowe gwiazdy, w przeciwieństwie do galaktyk spiralnych. Być może Droga Mleczna już dawno stałaby się galaktyką cichą, gdyby nie towarzyszące jej obiekty klasy galaktycznej, stopniowo pożerane i dostarczające nowego paliwa do formowania gwiazd.

To odkrycie w centrum GS-9209, jak i wiele ostatnich związanych ze wczesnym Wszechświatem, jest dużym zaskoczeniem. Okazuje się, że ciekawy dla astronomów może być nie tylko etap przed rozpoczęciem się formowania galaktyk, ale też czas, gdy powstawały te pierwsze.

Źródło: inf. własna, Uniw. w Edynburgu