Γαλαξίες-τέρατα σχηματίστηκαν στο πρώιμο σύμπαν

Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο Nature, επιστήμονες αναφέρουν ότι βρήκαν τρεις γιγαντιαίους γαλαξίες στο μέγεθος του Milky Way, τους οποίους ονόμασαν «κόκκινα-τέρατα». Πρόκειται για μία ανακάλυψη που συναρπάζει, γιατί ανατρέπει όσα ξέραμε μέχρι σήμερα για τον σχηματισμό των γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν.

Μωρά 100 κιλών

Οι τεράστιοι γαλαξίες, λίγο μετά το Big Bang, προβληματίζουν τους επιστήμονες από τότε που έγιναν οι πρώτες παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο James Webb Space Telescope (JWST). Ο Ίβο Λάμπε από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας στο Σουίνμπερν λέει ότι «είναι κάτι σαν να βρίσκουμε ένα μωρό 100 κιλών». Η ανακάλυψη πιστοποιεί ότι γαλαξίες-τέρατα σχηματίστηκαν στο πρώιμο σύμπαν.

Με προσεκτική παρατήρηση, οι επιστήμονες έχουν μια καλή εικόνα του πώς εξελίσσονται οι κοσμικές διαδικασίες. Αλλά το πρώιμο σύμπαν, η Κοσμική Αυγή, το πρώτο δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang, είναι κάτι πολύ δύσκολο να μελετηθεί.

Οι πρώτες θεωρίες

Υπάρχουν αρκετές θεωρίες για το πώς συγκροτήθηκαν οι πρώτοι σχηματισμοί μετά το Big Bang, αλλά τα πειραματικά δεδομένα είναι ελάχιστα. Με τη χρήση του JWST, έγινε δυνατή η συγκέντρωση τέτοιων δεδομένων, και οι επιστήμονες τώρα βλέπουν την Κοσμική Αυγή με μεγαλύτερη «ευκρίνεια».

Η βασική διαδικασία σχηματισμού γαλαξιών, σύμφωνα με τις πιο σύγχρονες θεωρίες, περιλαμβάνει τα εξής: ποσότητες σκοτεινής ύλης και βαρυονικής ύλης (αποτελούμενης από πρωτόνια και νετρόνια) συγκεντρώνονται με βαρυτικές δυνάμεις γύρω από μια τεράστια μαύρη τρύπα στο γαλαξιακό κέντρο. Καθώς όλο και περισσότερη ύλη συγκεντρώνεται, δημιουργούνται τα πρώτα άστρα.

Το βασικό ερώτημα και οι πιθανές απαντήσεις

Κάτι που προβληματίζει τους επιστήμονες είναι ότι οι γαλαξίες εμφανίζονται πολύ νωρίς μετά το Big Bang, αλλά ο ρυθμός με τον οποίο μεγαλώνουν μέχρι τώρα θεωρείται πολύ αργός. Με τις παρατηρήσεις του JWST, φαίνεται πώς γαλαξίες-τέρατα μπορούν να εμφανιστούν τόσο νωρίς στο σύμπαν. Και η ερώτηση είναι: «πώς;».

Μια εξήγηση είναι ότι αυτοί οι γαλαξίες δεν είναι τόσο μεγάλοι όσο φαίνονται· μόνο το φως που εκπέμπουν είναι πολύ έντονο. Μια πρόσφατη ανακάλυψη δείχνει ότι οι μαύρες τρύπες μπορούν να «φωτίσουν» τους γαλαξίες πολύ έντονα. Αυτή είναι η μία εκδοχή.

Η άλλη, που προτείνει η αστρονόμος Μενγιάν Σιάο από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης, υποστηρίζει ότι όντως πρόκειται για υπερφυσικούς γαλαξίες.

 Οι περισσότεροι γαλαξίες που μελέτησε η ομάδα του ακολουθούν το υπάρχον μοντέλο για τον σχηματισμό των γαλαξιών, αλλά τρεις ξεχωρίζουν λόγω του πολύ μεγάλου μεγέθους τους.

Για να υπάρξουν τόσο μεγάλοι γαλαξίες τόσο νωρίς, θα πρέπει οι γαλαξίες να μετατρέπουν τη βαρυονική ύλη σε αστέρια με ρυθμό περίπου δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερο από τους πιο ταχέως αναπτυσσόμενους γαλαξίες. Αυτή η θεωρία έχει και τα προβλήματά της, καθώς με αυτόν τον ρυθμό θα αναπτύσσονται και δυνάμεις που θα απομακρύνουν το υλικό του σχηματισμού αστεριών, μειώνοντας την ταχύτητα σχηματισμού τους.

Ο Λάμπε λέει: «τα σύγχρονα μοντέλα δεν μπορούν να εξηγήσουν πώς είναι δυνατόν να σχηματίζονται αστέρια τόσο αποτελεσματικά. Η συνήθης υπόθεση είναι ότι τα αστέρια που εκρήγνυνται και οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σταματούν τον σχηματισμό αστεριών. Ωστόσο, το JWST θα δώσει και άλλα σχετικά δεδομένα».