Bonnin, Prahan ja Nanjingin yliopistojen tutkijat esittävät erilaisen näkemyksen elliptisten galaksien muodostumisesta. Heidän tutkimuksensa, joka on julkaistu Nuclear Physics B -lehdessä, ehdottaa, että kosmisen taustasäteilyn intensiivisyys olisi voitu yliarvioida. Nämä galaksit, jotka ovat olleet ensimmäisiä, jotka ovat muodostuneet, olisivat emittoineet niin voimakasta valoa, että se sekoittuisi primaariseen signaaliin.

Kosmisen taustasäteilyn kartta.
Luotto: ESA ja Planck-yhteistyö. noirlab.edu/public/images/CMB.
Luotto: ESA ja Planck-yhteistyö. noirlab.edu/public/images/CMB.
Kosmologian standardimalli perustuu tarkkaan tulkintaan kosmisesta taustasäteilystä. Tämä säteily, joka on emittoitu 380 000 vuotta Big Bangin jälkeen, on todistuksena teorian pätevyydestä. Sen intensiivisyyden pienet vaihtelut ovat auttaneet ymmärtämään, miten aine on kerääntynyt muodostaakseen ensimmäiset rakenteet.
Pavel Kroupa ja Eda Gjergo ovat laskeneet elliptisten galaksien vaikutusta tähän signaaliin. Niiden nopea muodostuminen ja äärimmäinen kirkkaus voisivat selittää osan tai jopa koko kosmisen taustasäteilyn. Tämä löytö esittää vakavan ongelman standardimallille, joka saattaa vaatia merkittäviä muutoksia.
Elliptiset galaksit ovat muodostuneet vain muutamassa sadassa miljoonassa vuodessa. Niiden valo, joka on matkustanut lähes 13,8 miljardia vuotta, olisi edelleen havaittavissa tänään. Tutkijat arvioivat, että se voisi myötävaikuttaa vähintään 1,4 % kosmisesta taustasäteilystä, hämärtäen näin alkuperäisiä mittauksia.
Tämä signaalien päällekkäisyys kyseenalaistaa kosmisen taustasäteilyn vaihteluiden tulkinnan. Nämä vaihtelut, jotka ovat ratkaisevia galaksien muodostumisen selittämiseksi, voisivat itse asiassa olla elliptisten galaksien valon vaikutuksen alaisia. Tällainen löytö vaatisi kokonaisvaltaista uudelleenarviointia universumin varhaisista vaiheista.
Tutkimus avaa näin uusia näkökulmia galaksien muodostumiseen ja universumin historiaan. Jos nämä tulokset vahvistuvat, ne voisivat johtaa merkittävään muutokseen nykyisissä kosmologisissa teorioissa. Seuraavien havaintojen on päätettävä näiden erilaisten tulkintojen välillä.
Mitkä ovat kosminen taustasäteily?
Kosminen taustasäteily on universumin vanhin valo, joka on emittoitu noin 380 000 vuotta Big Bangin jälkeen. Se vastaa hetkeä, jolloin universumi oli tarpeeksi kylmä, jotta elektronit ja protonit yhdistyivät vetyatomeiksi, tehden universumista läpinäkyvän valolle.
Tämä fossiilivalo saavuttaa meidät tänään mikroaaltosäteilyn muodossa, johtuen universumin laajenemisesta, joka on venyttänyt sen aallonpituutta. Sitä pidetään merkittävänä todisteena Big Bangin teoriasta, tarjoten hetkellisen kuvan universumista sen alkuvaiheissa.
Tämän kosmisen taustasäteilyn lämpötilan pienet vaihtelut ovat ratkaisevia. Ne heijastavat aineen tiheyden vaihteluita primaarisessa universumissa, jotka ovat myöhemmin synnyttäneet galakseja ja galaksijoukkoja. Nämä vaihtelut ovat siten olennaisia nykyisen universumin rakenteen ymmärtämiseksi.
Kuitenkin uusi tutkimus ehdottaa, että nämä vaihtelut voisivat osittain johtua varhaisten elliptisten galaksien valosta. Tämä kyseenalaistaisi ymmärryksemme kosmisten rakenteiden muodostumisesta ja vaatisi olemassa olevien mallien tarkistamista.
Kuinka elliptiset galaksit muodostuvat?
Elliptiset galaksit ovat yksi universumin vanhimmista ja massiivisimmista. Ne erottuvat pyöreällä tai ellipsoidaalisella muodollaan ja spiraalivarsien puutteellaan. Toisin kuin spiraaligalaksit, niissä on vain vähän kaasua ja pölyä, ja niiden tähtien muodostuminen on yleensä hyvin vähäistä.
Nämä galaksit olisivat muodostuneet pienempien galaksien törmäysten ja fuusioiden seurauksena nuoremmassa universumissa. Nämä väkivaltaiset prosessit puristavat kaasua, laukaisten intensiivisen tähtien muodostumisen suhteellisen lyhyessä ajassa. Tämä selittää niiden äärimmäisen kirkkauden niiden muodostumisen aikana, kuten tutkimus ehdottaa.
Elliptisten galaksien nopea muodostuminen on vaikuttanut merkittävästi niiden ympäristöön. Niiden kirkas valo on voinut ionisoida ympäröivää kaasua, vaikuttaen seuraavien galaksien sukupolvien muodostumiseen. Tämä vuorovaikutus galaksien ja niiden ympäristön välillä on aktiivinen tutkimusalue astrofysiikassa.
Jos elliptiset galaksit ovat todella myötävaikuttaneet kosmiseen taustasäteilyyn, se tarkoittaa myös, että niiden muodostuminen on jättänyt pysyvän jäljen universumiin. Tämä löytö voisi auttaa ymmärtämään paremmin universumin varhaisvaiheissa tapahtuvia fysikaalisia prosesseja.