אסטרונומים גילו גלקסיה מפתיעה ביותר שמאתגרת את הבנתנו על האופן שבו גלקסיות התפתחו ביקום המוקדם. הגלקסיה J0107a, שממוקמת בקבוצת הכוכבים קטוס, התקיימה כאשר היקום היה בן רק 2.6 מיליארד שנים – חמישית מגילו הנוכחי של 13.8 מיליארד שנים. מה שהופך אותה למיוחדת במיוחד זה שמדובר בגלקסיה ספירלית עם מוט, בדיוק כמו גלקסיית שביל החלב שלנו, אבל היא ענקית בממדיה – פי עשרה מזו של שביל החלב. המחקר פורסם בכתב העת המדעי "nature" ומשפר את ההבנה האנושית כיצד גלקסיות ספירליות עם מוט, כמו גלקסיית שביל החלב, גדלות ומתפתחות.
Ancient Bar in Distant Galaxy Sparks Starburst with 600 Solar Masses Yearly. In galaxy J0107a, 11 billion years ago (redshift 2.467), a mature stellar bar acts as a cosmic conduit, channeling 600 solar masses of gas yearly toward the core.
This turbulent inflow, revealed by… pic.twitter.com/7LuovQXH1v
— Nirmata (@En_formare) May 21, 2025
מדוע הגילוי מפתיע כל כך?
הבעיה המרכזית שמעוררת הגלקסיה הזאת היא עצם קיומה. גלקסיות ספירליות עם מוט הן מערכות מתוחכמות ומאורגנות מאוד, עם רצועה ישרה של גז וכוכבים העוברת דרך המרכז ומצוידת בזרועות ספירליות מעוקלות. מבני מוט כאלה אמורים לקחת זמן רב להתפתח, ולכן לא ציפו למצוא אותם ביקום כה צעיר. הרצועה עוזרת לתעל גז לכיוון מרכז הגלקסיה, שם הוא משמש ליצירת כוכבים חדשים, אבל מדוע מוטות נוצרים רק בכמחצית מהגלקסיות הספירליות ואיך הם משפיעים על התפתחות הגלקסיה נותרו שאלות פתוחות.
פעילות אינטנסיבית חסרת תקדים
מה שמדהים במיוחד ב-J0107a הוא רמת הפעילות האינטנסיבית שלה. ברצועה שלה נמצאים ריכוזי גז גבוהים פי כמה מגלקסיות מודרניות – כ-50 אחוז לעומת 10 אחוז בגלקסיות עכשוויות. הגז זורם במהירות של מאות קילומטרים לשנייה לכיוון מרכז הגלקסיה – מהירות שלא נצפתה בגלקסיות מודרניות. זרימה זו יוצרת שם כוכבים בקצב מסחרר של 500 שמשות בשנה ברצועה לבדה – פי 300 מהקצב בגלקסיית שביל החלב.
החוקרים מצאו שההתפלגות ותנועת הגז במוט דומות למה שנמצא בגלקסיות מודרניות, אבל הריכוזים והמהירויות הן גבוהות בהרבה. הזרימה המסיבית הזאת של גז גם מזינה את מרכז הגלקסיה עד כדי כך שבהירותו מגיעה ל-700 מיליארד שמשות. זו הפעם הראשונה שתכונות כאלה נצפו, והן לא נחזו על ידי מודלים תיאורטיים או סימולציות קיימות.
מהפכה טכנולוגית מאפשרת תגליות חדשות
הגילוי התאפשר הודות לשילוב של טכנולוגיות מתקדמות. טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שהחל לפעול ב-2022, חולל מהפכה בתצפיות אסטרונומיות וחשף שהיקום המוקדם היה מלא יותר בגלקסיות ממה שחזו המודלים התיאורטיים. בעוד שטלסקופ האבל הישן רצד בעיקר גלקסיות בעלות צורות לא סדירות, ג'יימס ווב מגלה מבנים מאורגנים ומתוחכמים הרבה יותר מהצפוי, כולל ספירלות ואפילו מוטות בגלקסיות המפלצת.
החוקרים בראשות שו הואנג מהמצפה האסטרונומי הלאומי של יפן ומאוניברסיטת נגויה השלימו את התמונה באמצעות טלסקופ הרדיו הענק ALMA במדבר אטקמה בצ'ילה. הטלסקופ הזה אפשר להם לחקור בפירוט את התפלגות ותנועת מולקולות הגז בגלקסיה – דבר שלא היה אפשרי בעבר עבור גלקסיות כה רחוקות.
סביבה תומכת צמיחה
מסביב ל-J0107a מקיף ענן גז ענק בקוטר של 120 אלף שנות אור, גדול אפילו מגלקסיית שביל החלב ותומך בצמיחתה המהירה. החוקרים מאמינים שהזרימה האינטנסיבית של הגז הזה למרכז הגלקסיה תמשיך לתדלק יצירת כוכבים נוספת משמעותית ולהניע את התפתחותה של גלקסיית המפלצת הזאת. פעילות זו אינה מפתיעה לגמרי, שכן רוב הכוכבים ביקום נוצרו במהלך התקופה הסוערת הזאת שהיתה עשירה בגז.
משמעות המחקר
הממצאים האלה חשובים מאוד להבנת האופן שבו גלקסיות התפתחו ביקום המוקדם. J0107a היא הגלקסיה הספירלית עם המוט המוקדמת ביותר והמסיבית ביותר הידועה עד כה, מה שהופך אותה למטרה מושלמת לחקר התפתחות גלקסיות דומות. החוקרים מקווים שהמידע המפורט על התפלגות ותנועת הגז יספק רמזים חשובים לא רק לגבי מקורות הגיוון של גלקסיות, אלא גם לגבי היווצרות והתפתחות של גלקסיות ספירליות עם מוט רגילות יותר, כמו שלנו.
