A csillagászok a Föld körüli pályán keringő Hubble űrteleszkóp által készített fényképek segítségével próbálták felmérni, hogyan változtak a galaxisok az elmúlt 11 milliárd évben. A jelenlegi adatok szerint a ma ismert világegyetemet létrehozó ősrobbanás, a „Nagy Bumm” 13,4 milliárd évvel ezelőtt történt – így kutatásuk az univerzum eddigi történetének jelentős részét átfogja.
A kutatók a távoli csillagrendszerek méretének, formájának és színének változásait vizsgálták. A profi csillagászok a Hubble-diagram segítségével osztályozzák a galaxisokat: a módszert az űrtávcsőhöz hasonlóan a legendás kozmológusról, Edwin Hubble-ről nevezték el.
Hubble diagramja
Hubble 1926-ban fedezte fel, hogy a galaxisok formájuk és „csillaggyártási” aktivitásuk alapján két csoportba – az elliptikus és a spirálgalaxisok közé – sorolhatók. Létezik ugyan egy harmadik csoport is: a lentikuláris (lencsealakú) galaxisok – de ezek tulajdonképpen egyfajta átmenetet képeznek az előző kettő között.
A Hubble az univerzum távoli részeinek tanulmányozására indított Candels (Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey) projekt keretében gyűjtötte össze a csillagrendszerek változásainak vizsgálatához szükséges adatokat. Ez az űrobszervatórium történetének eddigi legnagyobb szabású vállalkozása: a WFC3 és az ACS kamerák felvételeire épülő projektet a NASA és az Európai Űrügynökség munkatársai felügyelik.
A vizsgálódás eredménye a kutatókat is meglepte. Mint kiderült, Hubble diagramja a galaxisok 11 milliárd évvel ezelőtti állapotát is pontosan leírja: a csillagrendszerek a világegyetem „gyerekkorában” szinte teljesen ugyanolyanok voltak, mint ma.
BoMee Lee, a Massachusettsi Egyetem munkatársa, a tanulmány egyik szerzője szerint a legfontosabb kérdés az, mikor és mennyi idő alatt alakulhatott ki a galaxisok jelenlegi formája. „Ahhoz, hogy erre választ adhassunk, meg kell lesnünk a távoli galaxisokat és össze kell hasonlítanunk őket hozzánk közelebb eső »rokonaikkal«, hogy lássuk, ők is leírhatók-e ugyanazzal a szekvenciával” – fejtegette a kutató a Wirednek nyilatkozva.
Kékek és vörösek
Annak ellenére, hogy a tudósok már korábban is tanulmányozták ezt a kozmikus időszakot, eddig csak a kis tömegű galaxisokat vizsgálták, a nagy kiterjedésű, érettebb, a Tejúthoz hasonló rendszereket nem. Az eddigi kutatások szerint a galaxisok alapvetően két csoportra oszthatók: a rendkívül komplex struktúrájú kék galaxisokban még van csillagképződés – a masszív vörösekben viszont már véget ért ez a folyamat.
A masszív galaxisok igen ritkák voltak az univerzum korai időszakában – ez az oka annak, hogy jóval nehezebb a tanulmányozásuk – és így pontos jellegzetességeik meghatározása is – mint kisebb társaiké. A korábbi kutatások ráadásul azért sem tudtak meggyőző eredményekkel szolgálni, mert csak a látható fény tartományában vizsgálták a csillagrendszereket. A vöröseltolódás miatt a távoli galaxisok tanulmányozása pontatlan eredményeket hozott – a pontos adatokért a spektrum infravörös tartományában kellett vizsgálódniuk a csillagászoknak.
Koraérett galaxisok
Ahogy azt már korábban is említettük, a Candels-projekt adatainak elemzése megmutatta, hogy a galaxisok már sok milliárd évvel ezelőtt is jól beleillettek a Hubble-féle osztályozási rendszerebe.
„A Candels hatalmas adatbázisa remek forrást biztosított a számunkra ahhoz, hogy tanulmányozhassuk a korai univerzum ősi galaxisait – mondta Lee. – A Hubble-diagram a nagy részét alátámasztja annak, amit a galaxisok kialakulásáról és fejlődéséről tudunk – az, hogy az évmilliárdokkal korábbi fejlődési szakaszokra is érvényes, fontos felfedezésnek számít.”
„Ez az első átfogó tanulmány, ami az olyan nagy, masszív galaxisok vizuális megjelenésével foglalkozik, amelyek már ikyen hosszú ideje léteznek – jelentette ki Arjen van der Wel, a heidelbergi Max Planck Csillagászati Intézet munkatársa, a tanulmány társzerzője. - Az általunk vizsgált galaxisok meglepően érettnek tűntek. A csillagrendszerek kialakulásával foglakozó modellek nem tudták megjósolni, hogy már akkor [11 milliárd évvel ezelőtt], a világegyetem fejlődésének igen korai szakaszában is így néztek ki.”
