Baby boom -galaksi – äärimmäinen tähtipurkaus 12,2 mrd valovuoden päässä

Baby boom -galaksi on noin 12,2 miljardin valovuoden päässä sijaitseva tähtipurkausgalaksi. Se on yksi voimakkaimmista tunnetuista tähdenmuodostuslähteistä etäisessä maailmankaikkeudessa.

Galaksin löysi NASAn Spitzer Science Center Kalifornian teknologiainstituutissa. Havainto tehtiin useilla aallonpituuksilla, ja kirkkaimman infrapunasäteilyn perusteella arvioitu kokonaisvalon määrä kertoo, että kyseessä on poikkeuksellisen tehokas tähtien muodostaja. Tällainen näkyvyys kertoo myös, että suurin osa muodostuvista tähdistä on piilossa pölyn takana: pöly imee nuorten tähtien ultraviolettivalon ja säteilee sen uudelleen infrapunassa.

Mitä "tähtipurkaus" tarkoittaa?

Tähtipurkausgalaksi eli starburst-galaksi muodostaa tähtiä paljon nopeammin kuin tavallinen galaksi. Baby boom -galaksissa syntyy arvioiden mukaan jopa 4 000 tähteä vuodessa, kun taas meidän Linnunratamme muodostaa vain noin 10 tähteä vuodessa. Tällainen äärimmäinen muodostusnopeus on lyhytaikainen ilmiö kosmologisissa mittakaavoissa, mutta sen aikana galaksi voi kasvaa valtavasti.

Miten muodostumisnopeus mitataan?

Tähdentuotannon nopeutta arvioidaan galaksin kokonaissäteilyn (luminoisuuden) perusteella, erityisesti infrapuna- ja submillimetrialueilla, missä pölylämpö säteilee. Spitzerin kaltaiset teleskoopit mittaavat tätä infrapunasäteilyä, ja sen perusteella voidaan laskea, kuinka paljon massaa kutakin ajan yksikköä kohti muuttuu tähdiksi. Koska valo on sammutettu pölyyn kätkettyjen nuorten tähtien UV-säteilystä, infrapunalta saatava tieto on ratkaisevaa.

Miksi löytö on merkittävä?

Tämä havainto haastaa osaamisen galaksien muodostumismalleja. Perinteisesti monet suuret galaksit ovat arvatenkin kasvaneet hitaasti törmäysten ja fuusioiden avulla, imien aineksia muista galakseista. Baby boom -galaksissa näyttää kuitenkin tapahtuvan nopeaa, sisäistä muodostusta: suuri osa sen tähdistä syntyy lyhyessä ajassa, jolloin galaksi voi kehittyä massiiviseksi huomattavasti nopeammin kuin odotettiin. Tutkijat ovat huomanneet galaksin olevan aktiivinen ajassa, jolloin maailmankaikkeus oli vain hieman yli 1,4 miljardia vuotta vanha — eli ilmiö tapahtui hyvin varhaisessa universumin vaiheessa.

Peter Capak NASAn Spitzer-tiedekeskuksesta kuvailee tilannetta sanoen: "Tässä galaksissa on meneillään suuri vauvabuumi, ja suurin osa sen tähdistä syntyy kerralla". Tähän vastasi Cosmic Evolution Surveyorin päätutkija Nick Scoville Caltechista: "Saatamme olla ensimmäistä kertaa todistamassa yhden maailmankaikkeuden massiivisimman elliptisen galaksin muodostumista". Näin voimakas ja varhainen tähtien muodostus voi selittää, miten erittäin massiiviset ellipsigalaksit syntyvät nopeasti universumin nuoruudessa.

Seuraukset ja jatkotutkimus

Baby boom -galaksin kaltainen kohde tarjoaa tutkijoille mahdollisuuden testata galaksien muodostumismalleja ja ymmärtää, miten ensimmäiset suurimmat rakenteet kehittyivät. Lisähavaintoja tarvitaan muun muassa siihen, onko osa galaksin luminoisuudesta peräisin aktiivisesta galaksin keskustasta (aktiivinen galaktinen ydin, AGN) vai pääosin tähtien muodostuksesta. Myöhemmät ja herkät instrumentit, kuten ALMA ja JWST, mahdollistavat yksityiskohtaisemmat kartoitukset pölyn, kaasun ja tähdistön jakaumasta ja liikkeistä.

Yhteenveto: Baby boom -galaksi on esimerkki äärimmäisestä, varhaisessa maailmankaikkeudessa tapahtuneesta tähtipurkauksesta, jonka poikkeuksellisen korkea muodostumisnopeus haastaa perinteisiä näkemyksiä galaksien hitaasta kasvusta ja antaa tärkeän vihjeen massiivisten elliptisten galaksien syntyprosessista.

Tämän kuvan vihreä ja punainen täplä on kaukaisen maailmankaikkeuden aktiivisin tähtiä tuottava galaksi. Galaksi tuottaa jopa 4 000 tähteä vuodessa. Vasemmalla oleva punainen täplä on toinen etualalla oleva galaksi, joka ei tuota paljon tähtiä. Tämä kooste sisältää tietoja NASAn Hubble-avaruusteleskoopilta, Spitzeriltä ja Japanin Subaru-teleskoopilta Havaijilla.

Multi-wavelength

Eri värit Baby boom -galaksin kuvassa viittaavat eri aallonpituuksiin. Punainen väri viittaa galaksin uusiin syntyneisiin tähtiin. Häiritseviä valoja syntyy, kun tähdet lämmittävät lämmintä pölyä.

Väri	Tiedot väri osoittaa
Vihreä	Osoittaa kaasua vauvabuumin galaksissa.
Sininen	ei tuota paljon tähtiä
Keltainen/oranssi	tähtien valo galaksin ulommasta osasta
Punainen	Vastasyntynyt tähti

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on Baby Boom -galaksi?

V: Baby Boom -galaksi on 12,2 miljardin valovuoden päässä sijaitseva tähtipurkauksen omaava galaksi, jonka löysi NASAn Spitzer-tiedekeskus Kalifornian teknillisessä korkeakoulussa.

K: Kuinka kirkas Baby Boom -galaksi on?

V: Baby Boom -galaksi on kirkkain tähdenlentogalaksi hyvin kaukaisessa maailmankaikkeudessa, ja sen kirkkaus on mittari sen äärimmäiselle tähdenmuodostusnopeudelle.

K: Kuinka monta tähteä se tuottaa vuodessa?

V: Baby Boom -galaksi tuottaa jopa 4 000 tähteä vuodessa, kun taas Linnunratagalaksimme tuottaa keskimäärin vain 10 tähteä vuodessa.

K: Mitä haasteita tämä löytö asettaa galaksien muodostumista koskeville hyväksytyille malleille?

V: Tämä löytö kyseenalaistaa hyväksytyn galaksien muodostumismallin, jonka mukaan useimmat galaksit kasvavat hitaasti paisumalla imemällä itseensä muiden galaksien osia sen sijaan, että ne kasvaisivat sisäisesti.

K: Milloin tämä galaksi havaittiin?

V: Tutkijat havaitsivat tämän galaksin ajankohtana, jolloin maailmankaikkeus oli vain hieman yli 1,4 miljardia vuotta vanha, mikä viittaa siihen, että galaksi teki näin, kun maailmankaikkeus oli vielä lapsenkengissään.

K: Miksi Peter Capak kutsui sitä "äärimmäiseksi tähtikoneeksi"?

V: Peter Capak kutsui sitä "äärimmäiseksi tähtikoneeksi", koska sen tähtituotantonopeus on muihin galakseihin verrattuna erittäin korkea.

K: Mitä Nick Scoville sanoi tästä löydöstä?

V: Nick Scoville sanoi, että tämän löydön myötä he ovat ehkä ensimmäistä kertaa todistamassa yhden maailmankaikkeuden massiivisimman elliptisen galaksin muodostumista.