ด้วยการปรับปรุงล่าสุดในกล้องโทรทรรศน์อวกาศและภาคพื้นทำให้นักดาราศาสตร์สามารถสำรวจลึกเข้าไปในจักรวาลได้มากกว่าที่เคยเป็นมา เมื่อมองย้อนเวลาไปหลายพันล้านปีย้อนหลังเราสามารถทดสอบทฤษฎีของเราเกี่ยวกับประวัติของการกำเนิดกาแลคซีและวิวัฒนาการ น่าเสียดายที่การศึกษาเอกภพยุคแรก ๆ เป็นงานที่น่ากลัวและเป็นสิ่งที่เกินความสามารถของเครื่องมือปัจจุบันของเรา
แต่โดยการรวมพลังของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลที่มีเทคนิคที่เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วงเป็นทีมนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบครั้งแรกของกาแล็คซี่ที่มีขนาดกะทัดรัดที่หยุดการทำดาวเพียงไม่กี่พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง การค้นพบกาแลคซีดังกล่าวที่มีอยู่ในยุคแรก ๆ ของเอกภพจึงไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนและแสดงให้เห็นถึงความท้าทายที่สำคัญสำหรับ ทฤษฎีของกาแลคซีขนาดใหญ่ก่อตัวและวิวัฒนาการ
การค้นพบของพวกเขาถูกรายงานในการศึกษาเรื่อง“ A Massive, Dead Disk Galaxy in the Early Universe”, ซึ่งปรากฎในวารสาร 22 มิถุนายน ธรรมชาติ.ดังที่ระบุไว้ในการศึกษานี้ทีมอาศัยข้อมูลจากฮับเบิลซึ่งรวมกับเลนส์ความโน้มถ่วงซึ่งกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่ขยายและยืดภาพกาแลคซีไกลโพ้นมากกว่าพวกมันเพื่อศึกษากาแลคซีไกลโพ้น
สิ่งที่พวกเขาพบนั้นไม่คาดคิดอย่างสมบูรณ์ กำหนดอายุของกาแลคซี - ลงวันที่เพียงสามพันล้านปีหลังจากบิกแบง - พวกเขาคาดว่าจะเห็นลูกบอลดาวฤกษ์อลหม่านที่ก่อตัวขึ้นเนื่องจากกาแล็กซี่ยุคแรกกำลังรวมตัวกัน แต่พวกเขาสังเกตเห็นว่ากาแลคซีซึ่งเป็นรูปดิสก์ (เช่นทางช้างเผือก) ตายอย่างมีประสิทธิภาพ - นั่นหมายความว่าการก่อตัวดาวฤกษ์ได้หยุดลงไปแล้ว
นี้สร้างความประหลาดใจให้เห็นเป็นอย่างไรนักดาราศาสตร์ไม่ได้คาดหวังที่จะเห็นนี้ดังนั้นในช่วงต้นจักรวาล ยิ่งไปกว่านั้นเป็นครั้งแรกที่ได้รับหลักฐานโดยตรงแสดงว่ากาแลคซี "ตาย" ที่เร็วที่สุดในจักรวาลวิวัฒนาการมาจากวัตถุรูปดิสก์เพื่อกลายเป็นกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่ที่เราเห็นเป็นประจำในนิตยสารอวกาศ .
ดังที่ Sune Toft นักวิจัยจาก Dark Cosmology Center ที่ Niels Bohr Institute และผู้เขียนนำในการศึกษาอธิบายว่าสิ่งนี้อาจบังคับให้คิดใหม่เกี่ยวกับการวิวัฒนาการของกาแลคซีในจักรวาลยุคแรก:
“ ข้อมูลเชิงลึกใหม่นี้อาจบังคับให้เราคิดใหม่บริบททางจักรวาลทั้งหมดว่ากาแลคซีเริ่มต้นอย่างไรและพัฒนาไปสู่กาแลคซีที่มีรูปร่างเป็นวงรีในท้องถิ่นบางทีเราอาจจะตาบอดด้วยความจริงที่ว่ากาแลคซี่แรก ๆ เพราะเราไม่สามารถแก้ไขได้”
จากการศึกษาก่อนหน้านี้สันนิษฐานว่ากาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลนั้นมีโครงสร้างคล้ายกับกาแลคซีทรงกลมในท้องถิ่นที่พวกมันพัฒนาไปในที่สุด ก่อนที่จะมีการศึกษานี้การยืนยันสมมติฐานนี้เป็นไปไม่ได้เนื่องจากเครื่องมือในปัจจุบันไม่มีพลังมากพอที่จะเห็นว่าไกลออกไปในอวกาศ แต่ด้วยการรวมพลังของเลนส์ความโน้มถ่วงเข้ากับความละเอียดสูงของฮับเบิลทำให้ Toft และทีมของเขาสามารถมองเห็นกาแลคซีที่ตายแล้วนี้ได้อย่างชัดเจน
การรวมการวัดความเร็วการหมุนจากกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) ของ ESO กับข้อมูลเก็บถาวรจากการสำรวจ Cluster Lensing และ Supernova กับฮับเบิล (CLASH) พวกเขาสามารถกำหนดขนาดของกาแลคซีมวลและอายุรวมถึง (หมดอายุ) ) อัตราการก่อตัวดาว ในที่สุดพวกเขาพบว่ากาแลคซีระยะไกลนั้นมีมวลมหาศาลกว่าทางช้างเผือกถึงสามเท่าแม้ว่าจะมีขนาดเพียงครึ่งเดียวและหมุนเร็วกว่าสองเท่า
ทำไมกาแลคซีนี้ถึงหยุดก่อตัวดาวฤกษ์ยังไม่ทราบและจะต้องมีการสำรวจติดตามโดยใช้เครื่องมือที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็มีบางทฤษฎีที่เป็นไปได้ ยกตัวอย่างเช่นอาจเป็นผลมาจากนิวเคลียสกาแล็กซี่ซึ่งเป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลาง MACS 2129-1 ยับยั้งการก่อตัวดาวฤกษ์โดยการทำให้ก๊าซของกาแลคซีร้อนและขับออกจากกาแลคซี
หรืออาจเป็นผลมาจากก๊าซเย็นที่ถูกส่งไปยังศูนย์กลางของกาแลคซีที่ซึ่งถูกทำให้ร้อนและถูกบีบอัดอย่างรวดเร็วจึงป้องกันไม่ให้มันเย็นลงและก่อตัวเป็นเมฆก่อตัวดาวฤกษ์ แต่เมื่อมันมาถึงวิธีการเหล่านี้ประเภทของต้นกาแลคซีที่ตายแล้วจะได้นำไปสู่การกาแลคซีรูปไข่ที่เราเห็นในวันนี้เคหสถานและเพื่อนร่วมงานของเขาคิดว่าพวกเขารู้คำตอบ ในขณะที่เขาอธิบายมันอาจจะผ่านการควบรวมกิจการ:
“ หากกาแลคซีเหล่านี้เติบโตผ่านการรวมเข้ากับสหายรายย่อยและกลุ่มผู้เยาว์เหล่านี้มีจำนวนมากและจากทุกมุมที่แตกต่างกันไปสู่กาแลคซีในที่สุดมันจะสุ่มโคจรรอบดาวในกาแลคซี คุณอาจจินตนาการถึงการควบรวมกันที่สำคัญ สิ่งนี้จะทำลายการเคลื่อนไหวของดวงดาวอย่างแน่นอน”
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า Toft และทีมของเขาหวังที่จะใช้ประโยชน์จากกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์ (ซึ่งจะเปิดตัวในปี 2561) เพื่อค้นหากาแลคซีที่ตายเร็วกว่าเดิมด้วยความหวังว่า และด้วยความสามารถในการสำรวจลึกลงไปในอวกาศนักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าจะมีการเปิดเผยเกี่ยวกับเอกภพยุคแรกมากขึ้น
