Submillimetervågor detekterade med ALMA visas till vänster, indikerar platsen för tätt damm och gas där stjärnor bildas. Optiskt och infrarött ljus som ses med rymdteleskopet Hubble visas i mitten och till höger, respektive. En stor galaktisk skiva ses i infrarött, medan tre unga stjärnhopar ses i optiskt ljus. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA rymdteleskop Hubble, Tadaki et al.
Astronomer fann att aktiv stjärnbildning sväller upp galaxer, som jäst hjälper brödet att jäsa. Med hjälp av tre kraftfulla teleskop på marken och i omloppsbana, de observerade galaxer från 11 miljarder år sedan och fann explosiv bildning av stjärnor i galaxernas kärnor. Detta tyder på att galaxer kan ändra sin egen form utan interaktion med andra galaxer.
"Massiva elliptiska galaxer tros bildas från kollisioner av skivgalaxer, sa Ken-ichi Tadaki, huvudförfattare till två forskningsartiklar och en postdoktor vid National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). "Men, det är osäkert om alla elliptiska galaxer har upplevt galaxkollision. Det kan finnas en alternativ väg."
Syftar till att förstå galaktisk metamorfos, det internationella teamet utforskade avlägsna galaxer 11 miljarder ljusår bort. Eftersom det tar tid för ljuset från avlägsna föremål att nå oss, genom att observera galaxer 11 miljarder ljusår bort, teamet kan se hur universum såg ut för 11 miljarder år sedan, 3 miljarder år efter Big Bang. Detta motsvarar toppepoken för galaxbildningen; grunden för de flesta galaxer bildades under denna epok.
Att ta emot svagt ljus som har färdats i 11 miljarder år är tufft arbete. Teamet utnyttjade kraften hos tre teleskop för att anatomisera de gamla galaxerna. Först, de använde NAOJ:s 8,2-m Subaru-teleskop i Hawaii och valde ut 25 galaxer under denna epok. Sedan riktade de sig mot galaxerna för observationer med NASA/ESA:s Hubble Space Telescope (HST) och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Astronomerna använde HST för att fånga ljuset från stjärnor som berättar för oss "strömmen" (från och med när ljuset sänds ut, 11 miljarder år sedan) formen av galaxerna, medan ALMA observerade submillimetervågor från kalla moln av gas och damm, där nya stjärnor bildas. Genom att kombinera de två, vi känner till galaxernas former för 11 miljarder år sedan och hur de utvecklas.
Stjärnor bildas aktivt i den massiva reservoaren av damm och gas i mitten av galaxen. Kredit:NAOJ
Tack vare deras höga upplösning, HST och ALMA skulle kunna illustrera galaxernas metamorfos. Med HST-bilder fann teamet att en skivkomponent dominerar galaxerna. Under tiden, ALMA-bilderna visar att det finns en enorm reservoar av gas och damm, materialet av stjärnor, så att stjärnor bildas mycket aktivt. Stjärnbildningsaktiviteten är så hög att enorma antal stjärnor kommer att bildas i galaxernas centrum. Detta får astronomerna att tro att galaxerna i slutändan kommer att domineras av stjärnbukten och bli elliptiska eller linsformade galaxer.
"Här, vi fick fasta bevis för att täta galaktiska kärnor kan bildas utan galaxkollisioner. De kan också bildas av intensiv stjärnbildning i hjärtat av galaxen." sa Tadaki. Teamet använde European Southern Observatorys Very Large Telescope för att observera målgalaxerna och bekräftade att det inte finns några indikationer på massiva galaxkollisioner.
Först domineras galaxen av skivkomponenten (vänster) men aktiv stjärnbildning sker i det enorma damm- och gasmolnet i mitten av galaxen. Då domineras galaxen av stjärnbukten och blir en elliptisk eller linsformad galax. Kredit:NAOJ
För nästan 100 år sedan, Den amerikanske astronomen Edwin Hubble uppfann det morfologiska klassificeringsschemat för galaxer. Sedan dess, många astronomer har ägnat stor ansträngning åt att förstå ursprunget till variationen i galaxformer. Använder de mest avancerade teleskopen, moderna astronomer har kommit ett steg närmare att lösa galaxernas mysterier.