Komunikat prasowy

Kosmiczna osobliwość: najdalsza galaktyka z rotującym dyskiem

7 października 2024

Naukowcy odkryli najodleglejszą galaktykę podobną do Drogi Mlecznej. Nazwana REBELS-25, jest galaktyką z dyskiem i wydaje się być równie uporządkowana jak dzisiejsze galaktyki, pomimo iż widzimy ją w stanie z czasów, w których Wszechświat miał zaledwie 700 milionów lat. Jest to zaskakujące, gdyż zgodnie z obecnym zrozumieniem powstawania galaktyk, takie wczesne galaktyki powinny wyglądać bardziej chaotycznie. Rotacja i struktura REBELS-25 zostały zbadane przy pomocy Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), w której Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) jest partnerem.

Galaktyki, które widzimy dzisiaj, przeszły długą drogę od swoich chaotycznych odpowiedniczek, które astronomowie zwykle obserwują we wczesnym Wszechświecie.  „Według naszego zrozumienia powstawania galaktyk, spodziewamy się, że większość wczesnych galaktyk jest mała i wyglądająca na nieuporządkowane” mówi Jacqueline Hodge, astronomka na Leiden University (Holandia), współautorka badań.

Te nieuporządkowane wczesne galaktyki łączą się ze sobą i ewoluują do bardziej gładkich kształtów w niesamowicie wolnym tempie. Obecne teorie sugerują, że dla galaktyki tak starej, jak nasza Droga Mleczna – rotujący dysk z uporządkowanymi strukturami, takimi jak ramiona spiralne – musiały minąć miliardy lat ewolucji. Jednak wykrycie REBELS-25 stanowi wyzwanie dla takiej skali czasu.

W badaniach, zaakceptowanych do publikacji w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, astronomowie odkryli, że REBELS-25 to najodleglejsza galaktyka z silnie rotującym dyskiem spośród znanych obecnie. Jej światło docierające do nas zostało wyemitowane, gdy Wszechświat miał zaledwie 700 milionów lat – niewielki procent obecnego wieku (13,8 mld lat) – co czyni REBELS-25 obiektem z nieoczekiwanie uporządkowaną rotacją. „Oglądanie galaktyki z takimi podobieństwami do naszej własnej Drogi Mlecznej, która jest silnie zdominowana przez rotację, jest wyzwaniem dla naszego zrozumienia, jak szybko galaktyki we wczesnym Wszechświecie ewoluują do formy uporządkowanych galaktyk ze współczesnego kosmosu” mówi Lucie Rowland, doktoranta z Leiden University, pierwsza autorska publikacji.

REBELS-25 wykryto najpierw we wcześniejszych obserwacjach tego samego zespołu, również przeprowadzonych przy pomocy sieci ALMA,położonej na chilijskiej pustyni Atakama. Wtedy było to ekscytujące odkrycie wskazujące oznaki rotacji, ale rozdzielczość danych nie była wystarczająca, aby być tego pewnym. Żeby właściwie rozpoznać strukturę i ruch galaktyki, zespół przeprowadził dodatkowe obserwacje, używając ALMA w większej rozdzielczości, co potwierdziło rekordową naturę obiektu. „ALMA jest jedynym istniejącym teleskopem o czułości i rozdzielczości to umożliwiającej” wskazuje Renske Smit, badaczka z Liverpool John Moores University w Wielkiej Brytanii, współautorka badań.

Co zaskakujące, dane sugerują także istnienie bardziej rozwiniętych cech podobnych do Drogi Mlecznej, takich jak wydłużona centralna poprzeczka, a nawet ramiona spiralne, chociaż potrzeba więcej obserwacji, aby to potwierdzić. „Znalezienie kolejnych dowodów na bardziej wyewoluowane  struktury będzie ciekawym odkryciem, gdyż byłaby to najdalsza galaktyka z takimi strukturami zaobserwowana do tej pory” dodaje Rowland. 

Przyszłe obserwacje REBELS-25, wraz z innymi odkryciami wczesnych rotujących galaktyk, potencjalnie mogą zmienić nasze zrozumienie wczesnego powstawania galaktyk i ewolucji Wszechświata jako całości.

Więcej informacji

Wyniki zaprezentowano w artykule pt. “REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z=7.31”, który ukaże się w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Obserwacje przeprowadzono w ramach przeglądu nieba ALMA Large Program REBELS: Reionization Era Bright Emission Lines Survey.

Skład zespołu badawczego: L. E. Rowland (Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands [Leiden]), J. Hodge (Leiden), R. Bouwens (Leiden), P. M. Piña (Leiden), A. Hygate (Leiden), H. Algera (Astrophysical Science Center, Hiroshima University, Japan [HASC]; National Astronomical Observatory of Japan, Japan), M. Aravena (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile), R. Bowler (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester, UK), E. da Cunha (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Australia; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions), P. Dayal (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, the Netherlands), A. Ferrara (Scuola Normale Superiore, Italy [SNS]), T. Herard-Demanche (Leiden), H. Inami (HASC), I. van Leeuwen (Leiden), I. de Looze (Sterrenkundig Observatorium, Ghent University, Belgium), P. Oesch (Department of Astronomy, University of Geneva, Switzerland; Cosmic Dawn Center, Denmark), A. Pallottini (SNS), S. Phillips (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, UK [LJMU]), M. Rybak (Faculty of Electrical Engineering, Delft University of Technology, the Netherlands; Leiden; Netherlands Institute for Space Research, the Netherlands), S. Schouws (Leiden), R. Smit (LJMU), L. Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, USA), M. Stefanon (Departament d’Astronomia i Astrofísica, Universitat de València, Spain; Grupo de Astrofísica Extragaláctica y Cosmología, Universitat de València, Spain), P. van der Werf (Leiden).

The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an international astronomy facility, is a partnership of ESO, the U.S. National Science Foundation (NSF) and the National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan in cooperation with the Republic of Chile. ALMA is funded by ESO on behalf of its Member States, by NSF in cooperation with the National Research Council of Canada (NRC) and the National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan and by NINS in cooperation with the Academia Sinica (AS) in Taiwan and the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). ALMA construction and operations are led by ESO on behalf of its Member States; by the National Radio Astronomy Observatory (NRAO), managed by Associated Universities, Inc. (AUI), on behalf of North America; and by the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) on behalf of East Asia. The Joint ALMA Observatory (JAO) provides the unified leadership and management of the construction, commissioning and operation of ALMA. 

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.    

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia ALMA
• Dla dziennikarzy: zasubskrybuj, aby otrzymywać w swoim języku nasze komunikaty prasowe z embargo medialnym
• Dla naukowców: jesli masz ciekawy temat, zgłoś swoje badania

Kontakt

Lucie Rowland
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 2727
E-mail: lrowland@strw.leidenuniv.nl

Jacqueline Hodge
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 8450
E-mail: hodge@strw.leidenuniv.nl

Renske Smit
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, UK
Tel.: +44-151-231-2922
E-mail: R.Smit@ljmu.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych