Ez a mi galaxisunkban, a Tejútrendszerben sincs másképp: gazdagalaxisunk vastag korongja 3000 fényév, vékony korongja pedig kb. 1000 fényév vastagságú. Felvetődik azonban a következő kérdés: vajon hogyan alakul ki az ilyesféle kettős struktúra? Egy kutatócsoport a NASA James Webb-űrtávcsövének archív adatait használva igyekezett megválaszolni ezt a kérdést egy több koronggalaxisból álló minta vizsgálatával. Ezzel közelebb kerültünk a koronggalaxisok eredetének és fizikájának, valamint Tejútrendszerünk fejlődésének mélyebb megértéséhez.
A csoport tagjai 111 koronggalaxist azonosítottak és vizsgáltak meg statisztikailag, mégpedig olyanokat, amelyekre az élükről látunk rá. A mintába tartozó objektumok között jelen vannak az egészen közeli galaxisok és a nagyon távoliak is, amelyek már léteztek az Univerzum 2,8 milliárd éves, tehát fiatal korában is. Ilyen módon elsőként sikerült reprezentatívan mintavételezni a vékony és vastag koronggal rendelkező galaxisokat különféle távolságokon, amely segíthet betölteni a hézagot a korai Univerzum galaxisai és galaktikus szomszédságunk, vagy akár a saját galaxisunk között.
A kutatást vezető Takafumi Tsukui elmondása alapján a távoli galaxisok korongstruktúráinak vizsgálatára csak a James Webb-űrtávcsővel lehetünk képesek. Általában a koronggalaxisok vastag korongjában idősebb, halványabb csillagok találhatóak, míg a vékony korongban fiatal csillagok vannak, amelyek fénye túlragyogja az egész galaxist. A James Webb-űrtávcső azonban egyedülálló lehetőséget kínál a por-fedte, halvány csillagok megfigyelésére is és így arra, hogy elkülönítsük egymástól a távoli galaxisok vastag, illetve vékony korongját.
A vastag és a vékony korong eredete
A 111 galaxisból álló minta részletes vizsgálatával a csillagászoknak kétféle galaxistípust sikerült azonosítaniuk: vannak olyan galaxisok, amelyekben csak egy korong van jelen, és olyanok is, amelyekben kettő, egy vékony és egy vastag. Ez alapján arra a következtetésre jutottak a kutatók, hogy a galaxisokban elsőként egy vastag korong alakul ki, majd később a vékony korong is létrejön.
Hogy pontosan mikor jön létre a vékonyabb korong, a galaxis kezdeti tömegétől függ: a nagy tömegű galaxisok esetén 8 milliárd évvel ezelőtt látszik az átmenet az egy-, illetve a kétkorongos galaxisok között, míg a kis tömegű galaxisoknál ez a határ 4 milliárd évvel ezelőttre tehető.
A turbulens gázkorong elmélete
A kutatók a megfigyelt kétarcúság magyarázatára felhasználták a James Webb-űrtávcső adatai mellett az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) hálózat adatait is. Ilyen módon figyelembe tudták venni a galaxisokban található gáz mozgását is, amely alapján arra a következtetésre jutottak, hogy az eredmények összhangban vannak a "turbulens gázkorong" nevű forgatókönyvvel.
Ez a forgatókönyv egyike a három, a galaxisok vékony, illetve vastag korongjának kialakulásáról alkotott elméletnek. A turbulens gázkorong hipotézis a szerint a korai Univerzumban a galaxisok turbulens gázanyaga alkotta a korongot, amely erőteljes csillagkeletkezést mutatva vastagon ölelte körül a galaxis magját. Később, amikor a gáz turbulens mozgása lecsillapodott, a csillagkeletkezés egy stabilabb, kevésbé turbulens régióban folytatódott tovább, amely a turbulencia csökkenéséből kifolyólag vékony.
Mivel a nagyobb tömegű galaxisokban a csillagközi gáz nagyobb hatásfokkal alakul át csillagokká, a turbulens mozgás is hamarabb megszűnni látszik bennük, így hamarabb alakul ki vékony korongjuk, mint a kisebb tömegű galaxisok esetében. Bár a vastag korong is növekvésnek indul a vékony korong mellett, utóbbi jóval gyorsabban fejlődik. Mindezeket alátámasztják a 111 galaxisról alkotott mérések is.
A kutatás eredményei későbbi vizsgálatokkal egybekötve választ adhatnak a saját galaxisunk vékony, illetve vastag korongjával kapcsolatos, megválaszolatlan kérdésekre. A csoport tagjai a későbbiekben további koronggalaxisokat terveznek vizsgálni galaktikus szomszédságunkban, és a korai Univerzumban egyaránt. Az itt bemutatott eredményekről szóló szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című szaklapban jelent meg.
A cikk forrása: https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2025/news-2025-121
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet