GALAKSIJA koja se nije mijenjala čak 7 milijardi godina, prava rijetkost u svemiru, opažena je zahvaljujući astronomima te pruža uvid u kozmičku prošlost i pridružuje se enigmatičnoj skupini objekata poznatih kao "relikti" ili galaksije "fosili", piše CNN.

To su galaksije koje su nakon početne faze intenzivnog stvaranja zvijezda izbjegle uobičajen razvojni put. Dok se druge galaksije šire i stapaju, fosilne galaksije ostaju gotovo potpuno nepromijenjene. Poput kozmičkih vremenskih kapsula, pružaju sliku drevnog svemira i omogućuju astronomima proučavanje mehanizama nastanka galaksija.

Novootkrivena fosilna galaksija, nazvana KiDS J0842+0059, udaljena je oko 3 milijarde svjetlosnih godina od Zemlje te je najudaljenija i prva takve vrste koja je opažena izvan "lokalnog svemira", područja najbližeg Zemlji, radijusa otprilike 1 milijardu svjetlosnih godina.

"Fosilne galaksije ostale su gotovo netaknute"

Otkrio ju je tim astronoma predvođen Nacionalnim institutom za astrofiziku Italije (INAF) koristeći snimke visoke rezolucije s Velikog binokularnog teleskopa (Large Binocular Telescope) u Arizoni.

"Fosilne galaksije, sasvim slučajno, nisu se spojile ni s jednom drugom galaksijom te su ostale gotovo netaknute", rekao je Crescenzo Tortora, istraživač iz INAF-a i prvi autor studije objavljene 31. svibnja u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "Ti su objekti vrlo rijetki jer, kako vrijeme prolazi, vjerojatnost spajanja prirodno raste."

"Fosilni zapisi najdrevnijeg svemira"

Astronomi vjeruju da se najmasivnije galaksije stvaraju u dvije faze, rekla je koautorica studije Chiara Spiniello, istraživačica sa Sveučilišta u Oxfordu. "Prvo dolazi rana eksplozija stvaranja zvijezda, vrlo brza i nasilna aktivnost", rekla je. "Na kraju dobijemo nešto vrlo kompaktno i maleno, preteču ovog fosila."

Druga faza je dugotrajan proces tijekom kojeg galaksije u bliskom okruženju počinju međusobno djelovati, stapati se i "gutati" jedna drugu, što drastično mijenja njihov oblik, veličinu i populaciju zvijezda. "Fosilnom nazivamo onu galaksiju kod koje je gotovo potpuno izostala druga faza jer je barem 75 posto svoje mase formirala u prvoj fazi", pojasnila je Spiniello.

Prepoznatljive značajke fosilnih galaksija su da su vrlo stare, guste i kompaktne, mnogo više nego Mliječna staza. "U njima su milijarde zvijezda mase slične Suncu, ne stvaraju nove zvijezde, doslovno ne rade ništa, pa su fosilni zapisi najdrevnijeg svemira", rekla je.

"Živi fosili"

"Nastale su dok je svemir bio vrlo, vrlo mlad. A zatim, iz razloga koji nam još uvijek nisu poznati, nisu stupile u interakcije. Nisu se spojile s drugim sustavima. Evoluirale su neometano i ostale takve."

"Fosilne galaksije važne su jer su izravna poveznica s populacijom masivnih galaksija koje su postojale milijarde godina ranije", rekao je Michele Cappellari, profesor astrofizike na Sveučilištu u Oxfordu koji nije sudjelovao u ovom istraživanju.

"Kao 'živi fosili' izbjegle su kaotična spajanja i rast kakav je obilježio većinu drugih masivnih galaksija. Njihovim proučavanjem možemo rekonstruirati uvjete svemira u njegovim najranijim fazama i razumjeti početne procese stvaranja zvijezda", rekao je.

Uočena 2018.

"Što je uzrokovalo da ove galaksije tako naglo prestanu stvarati zvijezde, ostaje ključno pitanje", dodao je. "Dokazi prikupljeni promatranjem upućuju na to da bi povratne sprege supermasivnih crnih rupa mogle biti odgovorne", rekao je Cappellari.

"Te crne rupe mogu stvarati snažne vjetrove koji izbacuju ili zagrijavaju plin u galaksiji, sprječavajući stvaranje novih zvijezda. No to je još uvijek predmet istraživanja."

Znanstvenici su galaksiju KiDS J0842+0059 prvi put uočili 2018. koristeći Vrlo veliki teleskop (VLT) u opservatoriju Paranal u Čileu. To promatranje pokazalo je da je galaksija nastanjena vrlo starim zvijezdama, ali je samo okvirno procijenilo njezinu masu i veličinu, zbog čega su bila potrebna detaljnija mjerenja kako bi se potvrdilo da je riječ o fosilu.

Veliki binokularni teleskop korišten za tu potvrdu omogućuje iznimno oštre snimke zahvaljujući prilagodbi na atmosferske turbulencije, koje inače otežavaju fokusiranje zemaljskih teleskopa na tako udaljene objekte.

"Ekstreman fosil"

Otkrivena fosilna galaksija pridružuje se malobrojnoj skupini drugih koje su do sada tako detaljno istražene, od kojih je najpoznatija NGC 1277, potvrđena Hubbleovim svemirskim teleskopom 2018. NGC 1277 i KiDS J0842+0059 vrlo su slične, ali je potonja mnogo udaljenija od Zemlje. Prema riječima Spiniello, gotovo savršeno odgovara definiciji fosilne galaksije.

"Ovo nazivamo ekstremnim fosilom jer je oko 99,5 posto njezinih zvijezda nastalo vrlo rano u kozmičkom vremenu i od tada se u galaksiji nije dogodilo apsolutno ništa", rekla je. Fosilna galaksija ima zvijezde i planete poput naše, ali je znatno gušća, dodala je Spiniello.

"Vjerojatno će ostati nepromijenjena"

"U malenom volumenu bit će mnogo više zvijezda tako da je izrazito prenapučena", rekla je. "I zbog toga će biti puno teže pronaći sunčeve sustave slične našem, s više planeta u orbiti, jer su veće šanse da se u blizini nalaze druge zvijezde."

KiDS J0842+0059 promatračima izgleda onako kako je izgledala prije 3 milijarde godina jer toliko dugo svjetlost putuje do Zemlje. Spiniello pretpostavlja da će ta galaksija vjerojatno ostati nepromijenjena, no znanstvenici to ne mogu tvrditi sa sigurnošću jer još ne znaju što je spriječilo njezine interakcije s drugim galaksijama.

"Mora postojati nešto što ih sprečava da se spoje, ali dok to ne otkrijemo, ne možemo predvidjeti što će se događati u budućnosti", rekla je.

"Jedna u milijun"

"Vrlo je teško identificirati i potvrditi fosilne galaksije, dijelom zato što su rijetke i znatno manje u usporedbi s uobičajenim galaksijama poput Mliječne staze", rekao je Sébastien Comerón, izvangalaktički astronom sa Sveučilišta La Laguna i Instituta za astrofiziku Kanarskih otoka. Potvrda tako udaljene fosilne galaksije rezultat je promišljenih strategija pretrage i suvremenih instrumenata.

"Fosilne galaksije su zagonetne", dodao je Comerón, koji nije sudjelovao u istraživanju. "Činjenica da su neke galaksije danas netaknuti ostaci prvih velikih galaksija traži objašnjenje."

Astronomi ne mogu sa sigurnošću reći koliko su fosilne galaksije rijetke, ali Spiniello procjenjuje da ih možda ima "jedna u milijun" među svim galaksijama svemira. Projekt INSPIRE, koji ima cilj identificirati i katalogizirati fosilne galaksije i u okviru kojeg je otkrivena KiDS J0842+0059, već je prepoznao nekoliko desetaka drugih kandidata za daljnju analizu.

"Teleskop Euclid bit će prekretnica"

Novi instrumenti mogli bi ovu potragu učiniti još učinkovitijom. Spiniello i Tortora posebno su istaknuli teleskop Euclid, koji je Europska svemirska agencija lansirala 2023. radi istraživanja tamne tvari i tamne energije, a poslužit će i za promatranje fosilnih galaksija.

"Euclid će biti prekretnica jer, za razliku od promatranja samo jednog objekta, njegova široka pretraga pokrit će daleko veće područje. Ideja je identificirati sve galaksije na dijelu neba, a zatim izdvojiti ultrakompaktne. Ako to uspijemo, moći ćemo procijeniti koliko su zapravo rijetke", rekla je Spiniello.

"Potvrda fosilne galaksije KiDS J0842+0059 na takvoj udaljenosti izvanredno je postignuće, a budućnost ovog područja izuzetno je obećavajuća", zaključio je Cappellari.

"S novim moćnim teleskopima kao što su James Webb i Euclid (koji je svoje prve slike snimio prije nekoliko mjeseci) te uz naprednu optiku na Zemlji možemo očekivati otkrivanje i proučavanje još više takvih fosila na još većim udaljenostima."