Már 11 milliárd éve is voltak nagy spirálgalaxisok

A spirálgalaxisok egyik fajtáját képviselik a küllős spirálgalaxisok (jelük SB), a küllők e galaxisok életének egy-egy szakaszát jellemzik, jelenlegi elképzeléseink szerint. A küllők a galaxisok fejlődésében és a csillagkeletkezésben is fontos szerepet játszanak. A Texasi Egyetem (Austin) ismertette azt az új kutatási eredményt, amely hamarosan a The Astrophysical Journal Letters szakfolyóiratban lát napvilágot (addig preprintként olvasható). A JWST felvételein a korai galaxisok sokkal több részlete megfigyelhető, mint az eddigi legjobb képeken, amelyeket a Hubble készített, az új felvételeken egyértelműen azonosíthatóak azok a szerkezetek, amelyeket a Hubble képein csak sejteni lehetett.

A 11 milliárd fényévre lévő EGS-23205 nevű galaxisról még 2022 nyarán készített felvételt a JWST, a CEERS nevű, kozmikus fejlődést vizsgáló projekt első nyilvánosságra hozott adatainak láttán a kutatók „minden mást eldobva” álltak neki a kutatásnak. „Míg a Hubble adatain alig sejthetőek a küllők, a JWST adataiból kiugranak” – mondta Shardha Jogee csillagászprofesszor, a kutatás egyik résztvevője. „Ez is azt jelzi, mekkora hatalmas lehetőség rejlik a JWST-ben, ha a galaxisok rejtett szerkezetét akarjuk megnézni.”
A vizsgálatok során sok száz galaxis felvételét ellenőrizték egyenként a kutatók, majd ezek közül azokat vizsgálták meg tüzetesebben, matematikai módszerek bevetésével, amelyek a küllők jelenlétéről árulkodó, ígéretes mintázatot mutattak.

Barred galaxy simulation from College of Natural Sciences on Vimeo.

A kutatók egy másik, szintén 11 milliárd fényévre lévő küllős galaxist, a EGS-24268-t is megvizsgálták, ezzel már két, igen korai spirálgalaxist is láthattak a kutatók. A Hubble legkorábbi ilyen felvételei 8 milliárd évvel ezelőtti állapotot mutattak, a JWST esetében még ennél is jóval korábbi, kb. 11 milliárd évvel ezelőtti galaxisok kerültek elő. Soha korábban nem láthattunk még ilyen régi küllős spirálgalaxisokat. „Olyan ez, mintha bemennénk egy  olyan erdőbe, ahol előttünk még soha senki se járt” – mondta Yuchen “Kay” Guo, a kutatás vezetője.

A JWST azért alkalmasabb e megfigyelésekre, mert infravörös tartományban „lát”, s ezzel képes áttörni a por jelentette akadályokat is, másrészt a tükre méretének köszönhetően is jobb teljesítményű, mint a Hubble.

A modellek alapján (lásd pl. a fentebbi animációt) a küllőkkel a galaxisok anyagellátása is biztosított: a küllők gázokkal látják el a galaxisok belső régióit, ezzel serkentik a csillagkeletkezést. A galaxisok központi régiójába jutott gázból tízszer, vagy akár százszor is gyorsabban jönnek létre új csillagok, mint a külső régiókban. A küllők a galaxisok magjában kialakuló szupernagytömegű fekete lyukak növekedését is biztosítja a folyamatos gázáramlása révén.

Azzal, hogy a küllők már ennyire korán megjelentek a galaxisokban, némi korrekcióra szorulnak a korábbi elméleti modellek, amelyek a galaxisok evolúcióját írták le. A kutatócsoport a következő munkájában ezt igyekszik majd újra modellezni.