— Published on 11/02/2024 / Bug.hr.
Patuljaste galaksije poznajemo kao rodilišta novih zvijezda no galaksija PEARLSDG, nedavno otkrivena teleskopom James Webb, iznenadila je astronome: ne rađa nove zvijezde već najmanje milijardu godina
Patuljaste galaksije su male galaksije koje sadrže stotinjak puta manje zvijezda od galaksija normalne veličine. Recimo, naša galaksija, Mliječni put, ima oko 400 milijardi zvijezda dok tipična patuljasta galaksija ima tek nekoliko milijardi zvijezda. Često su te patuljaste galaksije sateliti velikih galaksija. Recimo, Mliječni put ima više od 60 takvih satelitskih patuljastih galaksija. To vjerojatno ukazuje na činjenicu da je nastanak patuljastih galaksija povezan sa sudarima velikih galaksija pri čemu je dio materije izbačen, ali je ostao gravitacijski vezan za matičnu galaksiju. Zato su opažanja patuljastih galaksija važna za razumijevanje formiranja galaksija i nastanka zvijezda.
Galaksije bebe
Osim što su male, po broju zvijezda i ukupnom sjaju, patuljaste galaksije imaju veliki udio plina (atoma koji još nisu ugrađeni u zvijezde) i nisku metaličnost (maseni udio, u kemijskom sastavu kozmičkog objekta, onih elemenata koji su masivniji od helija; za astronome su svi elementi osim vodika i helija – metali). To su karakteristike kozmičke mladosti. Stare galaksije imaju mali udio plina i visoku metaličnost, one su stigle slobodne atome ugraditi u zvijezde te unutar zvijezda proizvesti mnoštvo težih elementata. Patuljaste galaksije, dakle, po karakteristikama odgovaraju mladim galaksijama a takve su opet puno brojnije u dalekom svemiru, jer veća udaljenost u svemiru znači dalju prošlost odnosno mlađi svemir. Osim što su male, patuljaste galaksije su po karakteristikama mlade. Doslovno su galaksije bebe.
Novo iznenađenja iz šešira Jamesa Webba: prastara beba
Sasvim slučajno, pri jednom od nedavnih opažanja svemirskog teleskopa James Webb, u kadru se našla jedna patuljasta galaksija nazvana PEARLSDG. Od nas je udaljena oko 30 Mpc. Za usporedbu, nama najbliža galaksija Andromeda udaljena je ugrubo 1 Mpc. Da je 30 Mpc blisko kozmičko susjedstvo govori podatak da je promjer opazivog svemira oko 30 Gpc, dakle 1000 puta više. Ako opazivi svemir usporedimo s narančom promjera 10 cm onda je, unutar te naranče, udaljenost nas i patuljaste galaksije PEARLSDG samo jedna desetina milimetra. Drugim riječima, manje više smo u istoj točki s obzirom na opazivi svemir.
S obzirom na relativnu blizinu, svemirski teleskop James Webb u stanju je razlučiti pojedinačne zvijezde unutar patuljaste galaksije PEARLSDG. Njihova svojstva dovela su do začuđujućeg zaključka: PEARLSDG je vrlo mirna patuljasta galaksija. Tamo se ne rađaju nove zvijezde. Štoviše, podaci pokazuju da to mirno stanje traje barem zadnju milijardu godina. To je kao da smo pronašli jednu ljudsku bebu koja nije rođena 2024. nego tamo negdje, recimo 1924. Bilo bi vrlo neobično, zar ne?
Što je PEARLSDG?
Zadnja dva slova su, naravno, akronim od patuljaste galaksije (engl. Dwarf Galaxy), a PEARLS je jedan od projekata svemirskog teleskopa James Webb. To je akronim od Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science, što bi otprilike značilo: glavna izvangalaktička područja za znanstvena istraživanja reionizacije i učinaka gravitacijskih leća. Doba reionizacije je rana faza u razvoju svemira u kojoj nastaju prve galaksije pa zračenje njihovih zvijezda ponovo ionizira neutralne atome. Ukratko, radi se o istraživanjima koja su usmjerena na pitanja nastanka prvih zvijezda i galaksija. Inače, teleskop James Webb se, općenito, bavi postancima svih vrsta: od zvijezda i galaksija, do planeta i života u svemiru. Program istraživanja mu je širok ali, kao i kod svakog novog instrumenta koji je po nečemu bolji od svojih prethodnika, povremeno nas iznenadi nekim neočekivanim otkrićem.
Osim što je mirna (nema znakova rađanja novih zvijezda), patuljasta galaksija PEARLSDG je i osamljena, u svojem susjedstvu nema masivnih galaksija. Takve patuljaste galaksije dosad nismo nalazili zato što je objekt s takvim svojstvima teško uočljiv. A teško uočljivi objekt, za koji ni ne znamo da postoji, dugo ostaje skriven. No, sad kad znamo da tako nešto postoji i kad imamo instrument koji je dovoljno osjetljiv da takve objekte opazi, možemo očekivati da ćemo naći još mirnih patuljastih galaksija u svojem kozmičkom susjedstvu, što će oblikovati naše razumijevanje patuljastih galaksija, a onda i nastanka i razvoja galaksija općenito.
Rezultati istraživanja u kojem je otkriven objekt PEARLSDG objavljeni su prošli tjedan u časopisu The Astrophysical Journal Letters.