Inden vores univers nåede sin 1 milliardårs fødselsdag, dannedes en usædvanlig galakse og begyndte at piske nye stjerner i forbløffende hastigheder. Derefter, blot 800 millioner år senere, blev den ultramassive galakse pludselig tavs, ifølge en ny undersøgelse.
Den enorme galakse, kaldet XMM-2599, stod ud som en sjældenhed i universets tidlige dage.
"Generelt skal tidligt dannede galakser være mindre i masse, fordi den nuværende model for strukturdannelse er hierarkisk - små, lavmasse galakser forventes først at dannes, og derefter ville de smelte sammen og danne større, mere massive galakser ved en senere tid, ”sagde medforfatter Danilo Marchesini, professor i fysik og astronomi ved Tufts Universitet, i en erklæring. Men XMM-2599, med seks gange massen af Mælkevejen, trodser disse forudsigelser fuldstændigt.
Nogle numeriske modeller forudsiger, at sådanne monstergalakser eksisterede i det tidlige univers, men de forventede galakser forventes at være aktivt dannende stjerner, sagde Gillian Wilson, professor i fysik og astronomi ved University of California, Riverside (UCR), i en erklæring fra universitetet. "Hvad der gør XMM-2599 så interessant, usædvanlig og overraskende er, at det ikke længere danner stjerner."
Og ingen ved hvorfor.
Marchesini, Wilson og deres kolleger beskrev den forvirrede opdagelse i en ny undersøgelse offentliggjort i dag (5. februar) i The Astrophysical Journal Letters.
Holdet opdagede XMM-2599 ved at måle den elektromagnetiske stråling, der stammer fra fjerne stjerner, hvilket gør det muligt for forskere at bestemme de kemiske og fysiske egenskaber ved galakser. Strålingen skal ofte bevæge sig over store rumudvidelser, før den når jordbundne instrumenter, og rejsen kan tage lang tid. Det betyder, at forskere ved at tage spektroskopiske målinger kan se, hvordan vores univers så ud i den fjerne fortid.
Ved hjælp af deres målinger udviklede teamet matematiske modeller for at forudsige, hvordan XMM-2599 ville have dannet sig gennem tiden. "Allerede før universet var 2 milliarder år gammelt, havde XMM-2599 allerede dannet en masse på mere end 300 milliarder solskin, hvilket gjorde det til en ultramassiv galakse," har hovedforfatter Benjamin Forrest, en postdoktorisk forsker i UCR Department of Physics and Astronomy, sagde det i UCR-erklæringen.
Modellen antyder, at galaksen genererede de fleste af sine stjerner i en "enorm vanvid", da universet var mindre end 1 milliard år gammel, sagde Forrest. Under topproduktionen blev galaksen mere end 1.000 solmasser udrullet hvert år; på samme tid dannede vores Mælkeveje kun en ny stjerne, siges det i erklæringen. Modellerne forudsagde, at XMM-2599 skulle have fortsat med at producere nye stjerner, som de fleste galakser gjorde i den periode af kosmisk historie. I stedet faldt monstergalaksen sovende, måske på grund af mangel på brændstof eller på grund af aktivitet fra det sorte hul i midten, sagde Wilson.
"Vi har fanget XMM-2599 i sin inaktive fase," sagde Wilson. Mens galaksen ikke længere skaber nye stjerner, kan den ikke miste nogen af sin påløbne masse, tilføjede han. "Kan tiden efterhånden tiltrækker gravitationelt nærliggende stjernedannende galakser og blive en lys galakseby?"
I teorien kunne XMM-2599 blive en central figur i en af de "lyseste og mest massive galakser i det lokale univers," sagde medforfatter Michael Cooper, professor i astronomi ved University of California, Irvine, i UCR-erklæring. "Alternativt kan det fortsætte med at eksistere isoleret. Eller vi kunne have et scenarie, der ligger mellem disse to resultater."
Forfatterne ved endnu ikke, hvorfor XMM-2599 stoppede med at producere stjerner, eller hvordan galaksen kan udvikle sig i fremtiden. De konkluderer, at, i betragtning af hvor pludselig galaksen faldt inaktiv, eksisterede XMM-2599 "vores nuværende forståelse af, hvordan ultramassive galakser formes og udvikler sig i det tidlige univers."
