Universul ne surprinde din nou: Galaxiile „moarte”, apărute cu mult mai devreme decât se credea

Într-o descoperire care zguduie din temelii teoriile actuale despre evoluția Universului, o echipă internațională de astronomi, condusă de cercetători de la Universitatea din Geneva (UNIGE), a identificat galaxii „moarte” într-o epocă a cosmosului în care acestea ar fi trebuit, teoretic, să fie în plină expansiune. Concret, cu ajutorul Telescopului Spațial James Webb (JWST), astronomii au observat galaxii care și-au încheiat procesul de formare a stelelor la doar 700 de milioane de ani după Big Bang – mult mai devreme decât estimau modelele teoretice.

Această descoperire a fost posibilă datorită programului RUBIES (Research on the Ultra-Bright Infrared Extragalactic Sources), care folosește instrumentul de spectroscopie NIRSpec de la JWST pentru a obține spectre detaliate ale mii de galaxii. Din aceste date, echipa a identificat cea mai îndepărtată galaxie „stinsă” descoperită vreodată, numită RUBIES-UDS-QG-z7, o galaxie care nu mai produce stele într-un Univers încă „bebeluș”.

Spectrul acestei galaxii dezvăluie o populație stelară deja veche, sugerând că formarea stelelor s-a încheiat la scurt timp după ce a început, iar galaxia a acumulat o masă impresionantă de peste 10 miliarde de mase solare într-un timp extrem de scurt. Un adevărat paradox pentru ceea ce credeam că știm despre primele etape ale Universului.

De ce se opresc galaxiile din a mai forma stele?

În Universul actual, aproximativ jumătate dintre galaxii au încetat să mai formeze stele, fiind clasificate ca „stinse” sau „roșii și moarte”. Acestea apar roșii deoarece nu mai au stele tinere și albastre, ci doar stele bătrâne, mai mici și mai reci. Însă, până de curând, astronomii credeau că astfel de galaxii nu puteau exista în primele epoci ale Universului.

În mod normal, o galaxie crește prin atragerea de gaz intergalactic, pe care îl folosește pentru a produce stele. Pe măsură ce masa sa crește, și ritmul formării stelare accelerează. Totuși, acest proces se oprește brusc la un moment dat din cauza unui fenomen numit „înăbușire” – un mecanism încă misterios care împiedică gazul să mai alimenteze formarea stelară.

Această „înăbușire” poate fi cauzată, printre altele, de activitatea nucleelor galactice, vânturi stelare puternice sau chiar coliziuni între galaxii. Totuși, apariția unei galaxii masive stinse precum RUBIES-UDS-QG-z7 la doar 700 de milioane de ani după Big Bang indică faptul că procesul de înăbușire poate avea loc mult mai devreme și mai rapid decât am anticipat.

Andrea Weibel, primul autor al studiului, subliniază importanța descoperirii: „Această galaxie implică faptul că galaxiile masive stinse din primul miliard de ani al Universului sunt de peste 100 de ori mai numeroase decât prezic modelele actuale”.

RUBIES-UDS-QG-z7: o galaxie-record care rescrie istoria cosmică

Dimensiunile extrem de mici ale galaxiei RUBIES-UDS-QG-z7 – doar aproximativ 650 de ani-lumină în diametru – indică o densitate stelară ieșită din comun. Cu toate acestea, această structură compactă și densă ar putea reprezenta nucleul unei viitoare galaxii eliptice gigantice, precum cele observate în prezent în Universul local.

Descoperirea unei astfel de galaxii atât de devreme în istoria Universului ridică întrebări fundamentale despre procesele care controlează formarea și evoluția galaxiilor. De exemplu, cum este posibil ca o galaxie să formeze atât de rapid o masă stelară uriașă și apoi să se oprească brusc din această activitate?

Anna de Graaff, cercetător la Institutul Max Planck pentru Astronomie și coautor al studiului, explică: „RUBIES-UDS-QG-z7 reprezintă prima dovadă solidă că nucleele unor galaxii eliptice gigantice din apropiere ar putea exista încă din primele sute de milioane de ani ale Universului”.

Această descoperire nu doar că extinde frontierele cunoașterii noastre despre cosmos, dar subliniază importanța observațiilor directe și a tehnologiilor moderne, precum JWST, care ne permit să privim dincolo de ceea ce era considerat posibil. Pe măsură ce cercetările continuă, ne putem aștepta ca tot mai multe mistere ale Universului timpuriu să iasă la iveală – și, poate, să ne forțeze să rescriem capitole întregi din cartea cosmologiei.