A Tejútrendszer testvérei már régen rétegeződtek

A Tejútrendszer eléggé átlagos galaxis, a legtöbb másik csillagváros is a mi otthonunkhoz hasonló felépítésű. Ez egyrészt tükrözi azt, hogy spirálgalaxisról van szó, másrészt pedig egy kevésbé ismert kifejezéssel is jellemezhető: koronggalaxis. Persze nem minden galaxis ilyen, léteznek például szabálytalan alakúak, vagy elliptikusak is, ezek képezik a galaxisok kb. 30 százalékát.

A koronggalaxis olyan galaxis, amelynek csillaganyaga lapos, forgó korongba rendeződik. Ide tartoznak a jól ismert spirálgalaxisok is, mint például a Tejútrendszer, de a lentikuláris galaxisok is. A csillagok nem egyenletesen oszlanak el benne, gyakran két réteg is megkülönböztethető. Az egyik egy vékonyabb, laposabb réteg, amely fiatalabb csillagokat, port és gázt tartalmaz, és amelyben jelenleg is zajlik csillagkeletkezés – ezt vékony korongnak nevezik.

A másik egy vastagabb, diffúzabb korong, amely idősebb csillagokat tartalmaz, és jóval kevesebb, az új csillagok születéséhez szolgáló anyagot tartalmaz – értelemszerűen ezt pedig vastag korongként emlegetik a szakemberek. A vékony korong helyezkedik el belül, a vastag korong körbefogja. A Tejútrendszer esetében a vékony korong vastagsága kb. 1000 fényév, a vastag korongé 3000 fényév. A jelenlegi uralkodó elmélet az, hogy előbb a vastag korong jön létre, majd ezt követően a vékony.

No de vajon hogyan, mikor és miért jön létre ez a szerkezet?

A Webb-űrteleszkóp eddigi megfigyelési programjai során számos olyan koronggalaxis is bekerült a vizsgálati adatok közé, amelyeket elemezve megérthetjük, miként is jött létre a szerkezetük. Egy kutatócsoport 111 olyan galaxis Webb által gyűjtött megfigyelését elemezte, amelyekre élük felől látunk rá, és amelyek kora egészen 11 milliárd évig terjedhet. Ez azt is jelenti, hogy a fiatal Univerzum galaxisait is meg tudták vizsgálni a Webbnek köszönhetően.

A kétféle korongban lévő csillagokat számos tulajdonságuk alapján el lehet különíteni (például kor, fényesség, összetétel, keringés). A mostani vizsgálatban is ezekre az eltérésekre hagyatkoztak. „A vastag korong csillagai idősebbek és gyenge a fényük, míg a vékony korong fiatal csillagai nem egyszer túlragyogják a galaxisukat is.

A Webb a nagy felbontásának köszönhetően, illetve amiatt, hogy átlát a sűrű porfelhőkön is, most az öreg, halvány csillagok fényét fel tudta erősíteni. Ezek segítségével el tudtuk különíteni a két korongot és egymástól függetlenül meg tudtuk mérni azok vastagságát” – magyarázta Takafumi Tsukui, a kutatás vezetője.

A mérések megerősítették: a vastag korong jön létre előbb, majd később születik meg a vékony. Az, hogy ez pontosan mikor következik be a galaxis életében, a galaxis tömegétől függ, a nagyobb tömegűeknél ez 8 milliárd éve zajlott, a kisebb tömegűeknél 4 milliárd éve. Ennek az okait viszont már az ALMA rádióteleszkópos, gázmozgásokat is bemutató felvételeinek elemzéséből szűrték le.

A galaxisok születését a kaotikus, turbulens mozgások uralták, amely intenzív csillagkeletkezést eredményezett, ekkor született a kezdeti vastag korong. A kialakuló csillagok azután stabilizálták a gázokat, és ennek hatására megszülethetett a vékony korong is. Mivel a nagy tömegű galaxisok hatékonyabban képesek átalakítani a gázt csillagokká, a kis tömegű társaiknál hamarabb is válnak rendezetté, ennek eredménye a vékony korongok korábbi kialakulása.

A kutatók megjegyzik, hogy a vastag- és vékony korong képződése nem teljesen elválasztott események. A galaxis további fejlődése során a vastag korong továbbra is növekszik, bár lassabb ütemben, mint a vékony korong.

Szerkezetileg ugyan el tudták különíteni most a vastag és a vékony korong csillagait, ám számos további tulajdonságot is érdemes volna felderíteni, így a csillagok mozgását, összetételét, korát például. Ezeket a közeli galaxisok esetében látjuk, de a távoli, ősi galaxisokról is jó volna felderíteni.