Când privim spre bolta timpurie a universului, fuziunile galactice seamănă cu întâlniri rare: se întâmplă, dar nu frecvent, iar atunci când apar oferă indicii despre modul în care s-au construit primele structuri cosmice. Cercetători care au combinat imagini de la JWST și Hubble au descoperit un grup neobișnuit de galaxii, poreclit Cvintetul JWST, compus din cel puțin cinci galaxii aflate în interacțiune și înconjurat de un halou comun de gaz. Descoperirea adaugă elemente importante la puzzle-ul formării galaxiilor în universul timpuriu și pune întrebări despre frecvența fuziunilor multiple.
Observațiile indică faptul că aceste obiecte sunt galaxii cu linii de emisie, adică lumina lor poartă semnături ale hidrogenului și oxigenului provenite din regiunile de formare stelară. Folosind camera NIRCam a JWST, echipa a observat un halou gazos care le învăluie, semn că nu sunt doar aliniate accidental pe cer, ci aparțin aceluiași sistem fizic. Datele Hubble le semnalaseră anterior ca obiecte interesante, dar doar JWST a confirmat că toate au aceeași deplasare spre roșu și interacționează reciproc, adică se află la aceeași distanță cosmică și probabil sunt legate gravitațional.
Autorii studiului, publicat pe 15 august în Nature Astronomy, notează că un grup real cu cinci membri este extrem de rar în simulări și observații. Weida Hu, cercetător postdoctoral la Universitatea Texas A&M, spune că probabilitatea de a detecta chiar și o singură fuziune multiplă este mică, ceea ce face descoperirea și mai remarcabilă, sau, după cum o numește el, un strop de noroc astronomic. Este posibil ca în jur să existe și alte galaxii slabe sau ascunse legate de acest cvintet, dar detectarea lor va necesita observații suplimentare la alte lungimi de undă și mai adânci.
Specialiști neimplicați în studiu subliniază din nou raritatea acestor configurații. Christopher Conselice, profesor la Universitatea din Manchester, afirmă că în general fuziunile implică doar două galaxii; proporția celor multiple este mult sub 1% din totalul fuziunilor, conform statisticilor curente. Observațiile echipei arată însă că unele perechi din Cvintetul JWST sunt destul de apropiate: două galaxii principale sunt separate de circa 43.300 de ani-lumină, iar cea mai îndepărtată pereche din sistem la aproximativ 60.700 de ani-lumină. Această proximitate sugerează o fuziune viitoare probabilă, deși există întotdeauna spațiu pentru interpretare: unele obiecte ar putea aparține aceleiași galaxii complexe.
Cvintetul JWST amintește de un „văr” local, Cvintetul lui Stephan, unde patru galaxii sunt într-o interacțiune vizibilă iar o a cincea pare doar coincidență pe același segment de cer. În mod similar, în Cvintetul JWST s-a detectat o punte de material care leagă două galaxii, semn al cozilor de maree și al forțelor gravitaționale în acțiune. Diferența esențială este că galaxiile din Cvintetul JWST sunt mult mai active: sunt bogate în gaz și formează stele intens, la rate mai mari decât s-ar aștepta pentru epoca lor.
Masa stelară totală estimată a sistemului este de aproximativ 10 miliarde de mase solare, iar observatorii au identificat cel puțin 17 aglomerări galactice în interiorul său. Combinația dintre masă și ritmul de formare a stelelor sugerează că, la circa 1–1, 5 miliarde de ani după Big Bang, aceste galaxii ar putea evolua către o galaxie masivă care încetează formarea de stele, ceea ce astronomii numesc o galaxie inactivă. Descoperirea unor astfel de galaxii inactive în universul timpuriu a provocat deja controverse: cum pot „muri” galaxiile atât de devreme? Un mecanism posibil presupune fuziunea rapidă a mai multor galaxii mici, urmată de procese care opresc formarea stelară, inclusiv activitatea nucleelor galactice sau consumul rapid al gazului disponibil.
Viitorul apropiat al Cvintetului JWST rămâne incert. Sistemul ar putea continua să formeze stele, dar la o rată mai scăzută, sau ar putea deveni pasiv dacă mecanismele care sting formarea stelară devin dominante. Prezența sau absența găurilor negre active în nucleele galaxiilor va avea un rol crucial: un nucleu activ poate expulza gazul sau încălzi mediul, contribuind la stingerea activității stelare. Dacă astfel de cvintete vor fi identificate mai frecvent de JWST, cercetătorii vor putea cuantifica frecvența lor și vor testa dacă modelele actuale ale evoluției cosmice le prezic corect sau dacă sunt necesare ajustări.
Cvintetul JWST readuce în prim-plan tensiunea dintre observații și teoria cosmologică: date concrete, precum cele de la JWST și Hubble, permit nu doar descoperirea unor cazuri rare, ci și testarea modului în care galaxii diferite se unesc și evoluează. Exemplele cu nume explicite, Cvintetul JWST, Cvintetul lui Stephan, și cifrele prezentate în studiu, precum distanțele de 43.300 și 60.700 de ani-lumină sau masa de circa 10 miliarde de sori, sunt repere utile pentru a înțelege procesele fizice implicate. Ce ne va dezvălui următoarea serie de observații JWST despre frecvența acestor grupuri și despre rolul găurilor negre în stingerea formării stelare?
daaar, ce frumos, imi aduce aminte de nopți cu telescopul vechi.
Interesant: fuziunile multiple par rare, dar acest cvintet indică că modelele trebuie verificate — JWST confirmă halou comun, urme de cozi mareice, deci fizic legate.