בזכות השיפורים האחרונים בטלסקופים מבוססי חלל וקרקע, האסטרונומים הצליחו לחקור את היקום עמוק מתמיד. על ידי מבט של מיליארדי שנים אחורה בזמן, אנו מסוגלים לבדוק את התיאוריות שלנו אודות ההיסטוריה של היווצרות והתפתחות גלקטית. למרבה הצער, לימוד היקום המוקדם מאוד הוא משימה מפחידה, וזו שהיא מעבר ליכולותיהם של המכשירים הנוכחיים שלנו.
אך על ידי שילוב כוחו של טלסקופ החלל האבל וטכניקה המכונה עדשת כבידה, צוות אסטרונומים גילה את הגילוי הראשון של גלקסיה קומפקטית שהפסיקה ליצור כוכבים רק כמה מיליארד שנים לאחר המפץ הגדול. הגילוי של גלקסיה כזו הקיימת כל כך מוקדם ביקום הוא חסר תקדים ומייצג אתגר גדול לתיאוריות כיצד גלקסיות מאסיביות נוצרות ומתפתחות.
הממצאים שלהם דווחו במחקר שכותרתו "גלקסיית דיסק ענקית ומתה ביקום הקדום", שהופיע בגיליון 22 ביוני של כתב העת. טבע.כפי שצוין במחקר, הצוות הסתמך על נתונים מ- Hubble אותם הם שילבו עם עדשות כבידה - שם מקבץ גלקסיות מסיבי מעצים ומותח תמונות של גלקסיות רחוקות יותר מעבר להם - כדי ללמוד את הגלקסיה הרחוקה המכונה MACS 2129-1.
מה שהם מצאו היה בלתי צפוי לחלוטין. בהתחשב בעידן הגלקסיה - המתוארך לשלושה מיליארד שנה בלבד לאחר המפץ הגדול - הם ציפו לראות כדור כוכבים כאוטי שנרקם עקב התמזגות הגלקסיות המוקדמות. במקום זאת הם שמו לב שהגלקסיה, שהיתה בצורת דיסק (כמו שביל החלב), הייתה מתה למעשה - כלומר, היווצרות הכוכבים כבר נפסקה בתוכה.
זו הייתה הפתעה, מאחר ואסטרונומים לא ציפו לראות זאת כל כך מוקדם ביקום. מה שכן, זו הייתה הפעם הראשונה שהושגו ראיות ישירות המראות כיצד לפחות חלק מהגלקסיות ה"מתות "הקדומות ביותר ביקום התפתחו מחפצים בצורת דיסק והפכו לגלקסיות האליפטיות הענקיות שאנו רואים בקביעות במגזין החלל. .
כפי שהסביר סון טופט - חוקרת ממרכז הקוסמולוגיה האפלה במכון נילס בוהר והסופרת הראשית במחקר - הדבר עשוי להכריח חשיבה מחודשת על התפתחות הגלקסיות ביקום הקדום:
"תובנה חדשה זו עשויה להכריח אותנו לחשוב מחדש על כל ההקשר הקוסמולוגי של האופן שבו גלקסיות נשרפות מוקדם ולהתפתח לגלקסיות מקומיות בצורת אליפטיות. אולי היינו עיוורים לעובדה שגלקסיות" מתות "מוקדמות יכולות להיות למעשה דיסקים, פשוט מכיוון שלא הצלחנו לפתור אותם. "
במחקרים קודמים הניחו כי גלקסיות מתות רחוקות דומות במבנהן לגלקסיות האליפטיות המקומיות בהן התפתחו בסופו של דבר. לפני מחקר זה, אישור על השערה זו לא היה אפשרי מכיוון שהמכשירים הנוכחיים אינם מספיק חזקים בכדי לראות אותו רחוק לחלל. אך על ידי שילוב העוצמה של עדשת הכבידה עם הרזולוציה הגבוהה של האבל, הצליחו טופט וצוותו לראות את הגלקסיה המתה הזו בבירור.
בשילוב מדידות מהירות סיבוב מהטלסקופ הגדול מאוד של ESO (VLT) עם נתונים ארכיוניים מסקר עדשת אשכול וסופרנובה עם האבל (CLASH), הם הצליחו לקבוע את גודל הגלקסיה, המסה והגיל, כמו גם את שלה (המנותק) ) שיעור היווצרות הכוכבים. בסופו של דבר הם גילו שהגלקסיה המרוחקת היא מסיבית פי שלושה מכיוון שביל החלב, אם כי רק מחצית מגודלה, והיא מסתובבת יותר מפי שניים מהר יותר.
מדוע גלקסיה זו הפסיקה להקים כוכבים אינה ידועה עדיין והיא תדרוש סקרי מעקב באמצעות מכשירים מתוחכמים יותר. אבל בינתיים, יש כמה תיאוריות אפשריות. לדוגמה, זה יכול להיות תוצאה של גרעין גלקטי פעיל, בו חור שחור-מסיבי במרכז MACS 2129-1 עיכב את היווצרות הכוכבים על ידי חימום הגז של הגלקסיה וגירושו מהגלקסיה.
או שזה יכול להיות תוצאה של זרם גז קר למרכז הגלקסיה שם התחמם ודחוס במהירות, ובכך מנע ממנו להתקרר ויצר עננים היוצרים כוכבים. אבל כשמדובר כיצד סוגים של גלקסיות מתות מוקדמות ויכולות היו להוביל לגלקסיות האליפטיות שאנו רואים כיום, טופט ועמיתיו חושבים שהם יודעים את התשובה. כפי שהסביר, זה יכול להיות באמצעות מיזוגים:
"אם הגלקסיות הללו צומחות באמצעות מיזוג עם בני לוויה קטינים, והמלווים הקטינים האלה מגיעים בכמויות גדולות ומכל מיני זוויות שונות אל הגלקסיה, זה בסופו של דבר יביא לאקראי את מסלולי הכוכבים בגלקסיות. אפשר לדמיין גם מיזוגים עיקריים. זה בהחלט יהרוס גם את תנועתם של הכוכבים. "
בשנים הקרובות טופט וצוותו מקווים לנצל את הטלסקופ ג'יימס ווב (שיעלה ב -2018) כדי לחפש גלקסיות מתות יותר מוקדמות, בתקווה שהוא יכול לשפוך אור על השאלות הבלתי פתורות שגילוי זה מעלה. ועם היכולת להתעמק בחלל, אסטרונומים צופים כי יתגלה הרבה יותר על היקום הקדום.
