Międzynarodowy zespół astronomów z Texas A&M University, wykorzystując dane z przeglądu JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), ogłosił odkrycie niezwykle zwartej protogromady składającej się z pięciu galaktyk w procesie fuzji. System ten, obserwowany w epoce, gdy Wszechświat miał zaledwie 800 milionów lat, zmusza naukowców do rewizji modeli opisujących tempo formowania się struktur wczesnego kosmosu.
Wyzwanie dla hierarchicznego modelu ewolucji
Odkryty układ jest jednym z najwcześniejszych przykładów tak masowej interakcji galaktycznej. Zgodnie z dotychczasowymi teoriami (tzw. hierarchicznym modelem budowy struktur), małe galaktyki we wczesnym Wszechświecie powinny łączyć się stopniowo. Jednak układ zidentyfikowany w grudniu 2025 roku pokazuje, że już w pierwszym miliardzie lat istnienia Wszechświata dochodziło do gwałtownych, zbiorowych fuzji.
Instrumenty NIRCam i NIRSpec na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba pozwoliły ustalić, że te pięć galaktyk znajduje się na obszarze nie większym niż nasza Droga Mleczna. Tak duże zagęszczenie materii sugeruje obecność potężnego halo ciemnej materii, które zadziałało jak grawitacyjna pułapka, ściągając galaktyki ku sobie znacznie szybciej, niż przewidywały to standardowe symulacje kosmologiczne.
Nadzwyczajna produktywność gwiazdowa i metaliczność gazu
Jednym z najbardziej zaskakujących aspektów odkrycia jest tempo powstawania gwiazd wewnątrz tej protogromady. Astronomowie szacują, że układ produkuje gwiazdy o łącznej masie około 250 mas Słońca rocznie. Dla porównania, dzisiejsza Droga Mleczna produkuje zaledwie 1-2 gwiazdy rocznie.
Równie istotne są dane spektroskopowe. Webb wykrył w tym układzie silne sygnatury zjonizowanego tlenu. W astronomii tlen uważa się za metal (pierwiastek cięższy od wodoru i helu), który powstaje wyłącznie wewnątrz gwiazd. Obecność tlenu w układzie oddalonym o ponad 13 miliardów lat świetlnych oznacza, że co najmniej jedna generacja gwiazd zdążyła już przejść cały cykl życia i wybuchnąć jako supernowe, zanim światło, które dziś widzimy, opuściło te galaktyki.
Ciemna materia a formowanie się supermasywnych czarnych dziur
Czy patrzymy na narodziny kwazara?
Ekstremalne zagęszczenie galaktyk w tej protogromadzie rodzi pytanie o losy ich centralnych obszarów. Naukowcy spekulują, że tak gwałtowna fuzja doprowadzi do powstania jednej gigantycznej galaktyki eliptycznej w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat. Istnieje również duże prawdopodobieństwo, że połączenie czarnych dziur znajdujących się w ich centrach stworzy supermasywnego potwora, który może stać się jasnym kwazarem.
Obecnie, w lutym 2026 r., trwają badania uzupełniające z użyciem obserwatorium rentgenowskiego Chandra. Potwierdzenie emisji X z tego rejonu byłoby dowodem na to, że czarne dziury w tym układzie już teraz aktywnie pochłaniają materię, co stawiałoby pod znakiem zapytania dotychczasowe ramy czasowe wzrostu czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie.
Źródła:
- Nature Astronomy: „Compact Protocluster at z=7.3: Rapid Galaxy Assembly in the Early Universe”
- Texas A&M Today: „Webb Telescope captures massive galaxy merger 800 million years after Big Bang”
- EurecAlert: „A cosmic collision: JWST observes five galaxies merging in the early universe”
Opracowanie: Agnieszka Nowak
