Тренутне теорије о формирању галаксија заснивају се на хијерархијском спајању мањих ентитета у веће и веће структуре, почевши од величине звјезданог глобуларног кластера и завршавајући гроздовима галаксија. Према овом сценарију, претпоставља се да у младом свемиру нису постојале огромне галаксије.
Међутим, ово гледиште ће сада можда морати да се ревидира. Користећи мулти-моде инструмент ФОРС2 на веома великом телескопу у Параналу, тим италијанских астронома идентификовао је четири удаљене галаксије, неколико пута масивније од галаксије Млечни пут, или тако масивне као најтеже галаксије у данашњем свемиру. Те галаксије су се морале формирати када је Универзум био стар око 2.000 милиона година, односно пре око 12.000 милиона година.
Новооткривени објекти могу бити припадници популације старих масивних галаксија до сада неоткривених.
Постојање таквих система показује да је стварање масивних елиптичних галаксија било много брже у раном Универзуму него што се очекивало од тренутне теорије.
Хијерархијско спајање
Галаксије су попут острва у Универзуму, направљених од звезда као и облака прашине и гаса. Долазе у различитим величинама и облицима. Астрономи генерално разликују спиралне галаксије - попут наше Млечне стазе, НГЦ 1232 или чувену галаксију Андромеду - и елиптичне галаксије, последње које углавном садрже старе звезде и имају веома мало прашине или гаса. Неке галаксије су међупросторне између спирале и елиптичних и називају се лентикуларне или сфероидне галаксије.
Галаксије нису само различите форме, већ се разликују и по величини: неке могу бити тако „светлосне“ као звјездане кугласте накупине на нашем Млијечном путу (тј. Садрже отприлике неколико милиона Сунца), док су друге можда масовније од милион милиона Сунса Тренутно је више од половине звезда у Универзуму смештено у огромним сфероидним галаксијама.
Једно од главних отворених питања савремене астрофизике и космологије је како и када су се галаксије формирале и развијале почевши од исконског гаса који је испуњавао рани Универзум. У најпопуларнијој тренутној теорији, галаксије у локалном Универзуму резултат су релативно спорог процеса где се мале и мање масивне галаксије спајају како би постепено изградиле веће и масивније галаксије. У овом сценарију, названом "хијерархијско спајање", млади Универзум био је насељен малим галаксијама са малом масом, док садашњи Универзум садржи велике, старе и масивне галаксије - последње које се формирају у последњој фази спорог процеса састављања.
Ако је овај сценарио тачан, не би се могло наћи у великим елиптичним галаксијама у младом универзуму. Или, другим речима, због коначне брзине светлости, не би требало да постоје тако велике галаксије веома далеко од нас. И заиста, до сада није позната ниједна стара елиптична галаксија изван радио-галаксије у црвеном помаку 1,55, која је откривена пре готово десет година.
Истраживање К20
Да би боље разумели процес формирања галаксија и проверили да ли је хијерархијски сценарио спајања тачан, тим италијанских и ЕСО астронома користио је ЕСО-ов веома велики телескоп као "времеплов" да би извршио потрагу за веома удаљеним елиптичним галаксијама. Међутим, то није тривијално. Удаљене елиптичне галаксије, са својим садржајем старих и црвених звезда, морају бити веома слаби објекти заиста на оптичким таласним дужинама, јер се већина њихове светлости премешта у инфрацрвени део спектра. Удаљене елиптичне галаксије тако су међу најтежим посматрачким циљевима чак и за највеће телескопе; ово је и разлог зашто је 1.55 црвени помак остао тако дуго.
Али овај изазов није зауставио истраживаче. Они су прибавили дубоку оптичку спектроскопију са мулти-моде ФОРС2 инструментом на ВЛТ-у за узорак од 546 слабих објеката који се налазе у подручју неба од 52 арцмин2 (или око једне десетине подручја пуног Месеца) познатом као поље К20, и која се делимично преклапа са површином РОБЕ-Југ. Њихова истрајност се исплатила и награђени су открићем четири старе, масивне галаксије са црвеним помацима између 1.6 и 1.9. Ове галаксије виде се када је Универзум био само око 25% своје садашње старости од 13.700 милиона година.
За једну од галаксија, К20 тим је такође имао користи од базе података јавно доступних спектра у подручју ГООДС-југ коју је узео тим ЕСО / ГООДС.
Нова популација галаксија
Новооткривене галаксије су тако виђене када је Универзум био стар око 3.500 милиона година, тј. Пре 10.000 милиона година. Али из узетих спектра, изгледа да ове галаксије садрже звезде у старости између 1.000 и 2.000 милиона година. То имплицира да су галаксије морале бити формиране у складу с тим раније, и да су у суштини морале да доврше своје састављање у тренутку када је Универзум био стар само од 1500 до 2500 милиона година.
Чини се да галаксије имају масу већу од сто хиљада милиона соларних маса и стога су величине сличне најмасивнијим галаксијама у данашњем Универзуму. Комплементарне слике снимљене у оквиру истраживања ГООДС-а („Тхе Греат Обсерваториес Оригинс Дееп Сурвеи“) свемирског телескопа Хуббле показују да ове галаксије имају структуре и облике мање или више идентичне онима данашњих масивних елиптичних галаксија.
Нова запажања су стога открила нову популацију веома старих и масивних галаксија.
Постојање тако масивних и старих сфероидних галаксија у раном Универзуму показује да је састављање данашњих масивних елиптичних галаксија почело много раније и било је много брже него што је предвиђало хијерархијску теорију спајања. Андреа Циматти (ИНАФ, Фирензе, Италија), вођа тима: „Наша нова студија сада поставља фундаментална питања о нашем разумевању и познавању процеса који су регулирали генезу и еволуциону историју Универзума и његових структура.“
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
