Një protogrumbull i madh galaktikash që ekzistonte 12.6 miliardë vjet më parë, i zbuluar fillimisht me Teleskopin Subaru, është studiuar në detaje duke përdorur James Webb Space Telescope. Studimi zbuloi se galaktikat në rajone të mbipopulluara janë më të zgjeruara sesa galaktikat e ngjashme në mjedise më pak të dendura. Rezultatet, të publikuara në The Astrophysical Journal Letters, tregojnë se edhe kur universi ishte vetëm 1.2 miliardë vjet i vjetër, mjedisi tashmë po ndikonte në mënyrën se si rriteshin galaktikat.
Si u formuan strukturat më të mëdha të universit?
Në universin e sotëm, galaktikat nuk janë të shpërndara në mënyrë të barabartë në hapësirë. Ato janë grumbulluar në grupe, dhe këto grupe formojnë grumbuj gjigantë galaktikash që përmbajnë qindra ose mijëra galaktika. Por këto struktura të mëdha nuk ekzistonin në fillimet e universit.
Në universin e hershëm, rajonet me dendësi pak më të madhe të materies u rritën gradualisht nën ndikimin e gravitetit dhe përfundimisht u zhvilluan në grumbuj galaktikash. Këto “fara” të grumbujve galaktikë njihen si protogrumbuj.
Një nga pyetjet kryesore për astronomët është: Kur filluan mjediset e dendura të ndikojnë në evolucionin e galaktikave?
Në universin modern, galaktikat në grumbuj shpesh duken shumë ndryshe nga galaktikat e izoluara. Ato priren të jenë më masive, kanë vështirësi në formimin e yjeve të rinj dhe kanë forma më të rrumbullakëta. Ky fenomen—ku rritja e galaktikave varet nga mjedisi i tyre—njihet si efekt mjedisor.
Megjithatë, ka mbetur e paqartë nëse këto efekte ishin tashmë të pranishme në universin shumë të hershëm, apo nëse u shfaqën vetëm pasi grumbujt galaktikë u maturuan plotësisht.
Protogrumbulli Loktak i zbuluar nga Teleskopi Subaru
Një ekip ndërkombëtar kërkimor, që përfshin astronomë nga National Astronomical Observatory of Japan, përdori kamerën me fushë të gjerë të Teleskopit Subaru, Hyper Suprime-Cam (HSC), për të kryer një vrojtim të madh të qiellit dhe zbuloi një protogrumbull masiv që ekzistonte 12.6 miliardë vjet më parë.
Galaktikat e reja me formim aktiv yjesh shpesh lëshojnë një lloj të veçantë drite të quajtur emetim Lyman-alpha. Ky emetim prodhohet kur rrezatimi nga yjet e rinj dhe të nxehtë ngacmon gazin përreth të hidrogjenit. Galaktikat e zbuluara përmes këtij sinjali quhen emetues Lyman-alpha dhe janë tregues të dobishëm për gjurmimin e strukturave në universin e hershëm.
Duke përdorur një filtër të veçantë të përshtatur për të zbuluar këtë dritë, ekipi hartëzoi një zonë të gjerë të qiellit dhe identifikoi një rajon ku galaktikat ishin shumë të përqendruara.
Struktura e sapozbuluar u quajt Protogrumbulli Loktak, sipas Loktak Lake. Emri pasqyron mënyrën se si katër përqendrime të veçanta galaktikash lidhen së bashku në një strukturë më të madhe, duke ngjasuar me ishujt lundrues të liqenit.
“Protogrumbujt janë kantierët e ndërtimit të strukturave më masive në universin e sotëm,” thotë autori kryesor Ronaldo Laishram. “Gjetja e një sistemi kaq të organizuar qartë në këtë epokë të hershme na jep një mundësi të rrallë për të studiuar se si mjedisi ndikon në rritjen e galaktikave në universin e ri.”
JWST zbulon dallime në mënyrën si u rritën galaktikat
Ekipi më pas përdori imazhe infra të kuqe nga James Webb Space Telescope për të krahasuar galaktikat brenda protogrumbullit me galaktikat në mjedise më tipike në të njëjtën epokë kozmike.
Kur u vëzhguan në dritë ultravjollcë—që gjurmon rajonet ku formohen yjet—dy popullatat e galaktikave treguan pak ndryshim në madhësi. Megjithatë, në dritë optike, e cila gjurmon shpërndarjen e përgjithshme të yjeve të formuar më parë, galaktikat në protogrumbull ishin mesatarisht rreth 1.4 herë më të mëdha se galaktikat në mjedise normale.
Me fjalë të tjera, edhe pse bërthamat ku formohen yjet dukeshin të ngjashme, vetë galaktikat kishin evoluar ndryshe. Kjo sugjeron se formimi i yjeve në qendrat galaktike vazhdoi në mënyrë të ngjashme, por galaktikat në mjedise të dendura ndërtuan strukturat e tyre të jashtme yjore më herët dhe më shpejt.
Shpërndarja e madhësive të galaktikave për galaktikat në rajonin qendror të Protogrumbullit Loktak (e kuqe) dhe galaktikat në mjedise mesatare në të njëjtën epokë (blu). Majtas: matjet ultravjollcë. Djathtas: matjet optike. Në dritën optike, galaktikat në mjedisin e dendur janë më të mëdha. Një vlerë prej 1 në boshtin horizontal korrespondon me madhësinë tipike të galaktikës në mjedise mesatare.
Krediti: Laishram et al/NAOJ
Fati i një galaktike varet nga vendi ku jeton
Rëndësia e këtij rezultati është se tregon qartë se efektet mjedisore po formësonin galaktikat shumë kohë para se grumbujt galaktikë të ishin formuar plotësisht.
Nga mosha aktuale e universit prej 13.8 miliardë vjetësh, galaktikat e vëzhguara këtu shihen vetëm 1.2 miliardë vjet pas Big Bang. Edhe në atë kohë shumë të hershme, mënyra se si një galaktikë rritej varej nga vendi ku jetonte. Kjo do të thotë se evolucioni i galaktikave përcaktohet jo vetëm nga masa dhe vetitë e tyre të brendshme, por edhe nga mjedisi përreth që në fazat e hershme.
Studimi sugjeron se pamja e galaktikave formësohet jo vetëm nga ajo me të cilën lindin, por edhe nga vendi ku zhvillohen—dhe se ky proces filloi në kapitujt më të hershëm të historisë kozmike.
Vëzhgimet e ardhshme duke përdorur instrumentin ʻŌnohiʻula PFS të Teleskopit Subaru, si dhe sistemin e gjeneratës së ardhshme të optikës adaptive me fushë të gjerë (ULTIMATE), të kombinuara me vëzhgime të vazhdueshme nga JWST, do të ndihmojnë në përcaktimin nëse ky lloj efekti mjedisor ishte i zakonshëm në universin e hershëm apo unik për Protogrumbullin Loktak.
Detajet e publikimit
Ronaldo Laishram et al, “Discovery of a z ≃ 4.9 Lyα Emitter Protocluster: Wavelength-dependent Environmental Effects on Galaxy Structure,” The Astrophysical Journal Letters (2026).
DOI: 10.3847/2041-8213/ae5824
Informacion mbi revistën: The Astrophysical Journal Letters
