Łącząc dane zebrane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a i Very Large Telescope, grupa astronomów zidentyfikowała dużą liczbę “młodych” gromad gwiazdowych (ich wiek to zaledwie kilka miliardów lat) w “starej” (liczącej około 12 miliardów lat) galaktyce eliptycznej NGC 4365.

Po raz pierwszy udało się zidentyfikować kilka różnych okresów formowania się gwiazd w tak starej galaktyce.

Dotychczas uważano, że galaktyki eliptyczne (takie jak NGC 4365) przeszły (bardzo dawno temu) jedynie jeden okres formowania się gwiazd i od tamtego czasu procesy takie już w nich nie zachodzą. Połączenie danych z najlepszego teleskopu satelitarnego oraz najlepszego z naziemnych udowodniły, że w rzeczywistości tak nie jest. To nowe ważne odkrycie pomoże lepiej zrozumieć wczesną historię galaktyk i procesy formowania się gwiazd we Wszechświecie.

Czy galaktyki eliptyczne zawierają jedynie stare gwiazdy?

Jednym z wyzwań współczesnej astronomii jest chęć zrozumienia w jaki sposób powstają i ewoluują galaktyki, wielkie skupiska gwiazd, pyłu i gazu. W związku z tym, podstawowym zadaniem jest dowiedzieć się w jakim okresie powstała większość gwiazd. Czy nastąpiło to na początku istnienia Wszechświata, zaledwie kilka miliardów lat po Wielkim Wybuchu? A może większość gwiazd, które obserwujemy powstała zupełnie niedawno?

Spektakularne zderzenia galaktyk zachodzą przez cały czas. Stają się one początkiem formowania tysięcy czy nawet milionów gwiazd. Kiedy jednak patrzymy na Wszechświat jako na całość, okazuje się że większość gwiazd znajduje się w wielkich galaktykach o eliptycznym kształcie, których wygląd sugerował dotychczas, że są one (a wraz z nimi znajdujące się w nich gwiazdy) bardzo stare.

Galaktyki eliptyczne świecą rozproszonym, czerwonawym blaskiem zwykle kojarzonym z gwiazdami, których wiek to wiele miliardów lat. Jednak co tak naprawdę jest źródłem tego światła? Czy wśród starszych gwiazd może ukrywać się znaczna ilość młodszych obiektów?

Jakkolwiek jest, pytanie to musi być rozpatrzone zanim będziemy mogli powiedzieć, że rozumiemy ewolucję tych starych galaktyk. Odpowiedzi na nie możemy udzielić dopiero teraz, korzystając z teleskopów będących w stanie zebrać wystarczającą ilość światła aby móc badać galaktyki eliptyczne.

Kosmiczna archeologia

Aby zbadać skład gwiezdnego “koktajlu” w galaktykach eliptycznych, grupa europejskich i amerykańskich astronomów obserwowała wielkie gwiezdne gromady znajdujące się w sąsiedztwie wielu bliskich galaktyk. Gromady te, nazywane ze względu na kształt kulistymi, znajdują się w dużej ilości wokół wiekszości galaktyk i tworzą “szkielet” ich rodzimych galaktyk.

Na tych “kościach” odcisnęły się wszystkie epizody powstawania gwiazd. Tak więc, przez odczytanie wieku gromad kulistych w galaktyce, możliwe jest zidentyfikowanie epoki (lub epok) aktywnego formowania się gwiazd w galaktyce.

To jak kopanie w ruinach antycznego miasta i odnajdywanie warstw, które mówią w jakim okresie miasto było budowane lub przebudowywane. W podobny sposób – z rozłożenia i wieku gromad kulistych astronomowie mogą dowiedzieć się w jakim okresie powstało większość gwiazd.

Zaskakujące odkrycie

Grupa uczonych połączyła obrazy wielu galaktyk otrzymane w świetle widzialnym (zebrane przez znajdującą się na Kosmicznym Teleskopie Hubble’a, Wide Field and Planetary Camera 2, WFPC2) z podczerwonymi danymi ze znajdującego się w Chile 8,2- metrowego Bardzo Wielkiego Teleskopu (Very Large Telescope, VLT). Mierząc bardzo dokładnie kolory gromad kulistych w jednej z galaktyk, będącej częścią Gromady Virgo NGC 4365, odkryli oni, że część z tych gromad ma zaledwie kilka miliardów lat, to znaczy znacznie mniej niż galaktyka, która liczy sobie 12 miliardów lat.

Astronomowie zidentyfikowali trzy główne grupy gromad kulistych. Pierwsza z nich to populacja starych, ubogich w metale gwiazd. Druga zawiera stare, lecz zawierające więcej metali gwiazdy. Trzecia grupa zawiera obiekty młode i bogate w metale.

Aby dokonać tej obserwacji potrzebne było jednoczesne użycie największych teleskopów znajdujących się na Ziemi i w Kosmosie” – powiedział Markus Kissler-Patig z ESO (European Southern Observatory, Europejskie Obserwatorium Południowe), kierownik grupy. – “Kiedy odkryliśmy młode gromady, obserwowaliśmy ich widma również przez 10-metrowy Teleskop Kecka na Hawajach. Te obserwacje potwierdziły nasze wyniki“.

Nowa ważna wskazówka na temat ewolucji Wszechświata

Jest to zaskakujące odkrycie ponieważ dotąd sądzono, że większość gwiazd w ogromnych galaktykach eliptycznych powstała bardzo dawno, w początkowych fazach istnienia Wszechświata.

Teraz okazało się, że część z tych galaktyk może ukrywać przed nami swoją prawdziwą naturę i przechodzić w czasie swojego istnienia więcej okresów intensywnego powstawania gwiazd.

To bezcenna informacja dla współczesnych prób zrozumienia wczesnej historii gwiazd i ogólnej teorii powstawania gwiazd we Wszechświecie.

Autor

Michał Matraszek