Galaktikas laikome senomis. Mūsų galaktika, Paukščių takas, susiformavo prieš 13,6 mlrd. metų, o Džeimso Vebso kosminis teleskopas leido mums pažvelgti į kai kurias pirmąsias ankstyvosios Visatos galaktikas. Tačiau ar galaktikos gimsta ir šiandien?
Tai įdomus klausimas, nes jis leidžia įsigilinti į netvarkingą, sudėtingą ir gražų galaktikų formavimosi procesą. Todėl būtų įdomu pažvelgti į visatos galimybes.
Pirmasis atsakymas: ne
Galaktikas gana lengva atpažinti. Tai dideli žvaigždžių, dujų ir tamsiosios medžiagos rinkiniai. Jos labai skiriasi viena nuo kitos; tipiškos galaktikos skersmuo yra maždaug 100 000 šviesmečių, o tipiškas atstumas tarp galaktikų yra maždaug 1 milijonas šviesmečių.
Kartais galaktikos susijungia arba susitelkia į telkinius, tačiau, išskyrus kelias išimtis, galime atskirti vieną galaktiką nuo kitos. Jos tarsi miesteliai kaime: atstumas tarp miestų yra didesnis nei patys miestai, todėl juos lengva pastebėti ir apibrėžti. Kartais miestai atsitrenkia vienas į kitą, o kartais išsiplėtęs miestas praryja savo kaimynus. Tačiau dažniausiai miestas yra tiesiog miestas.
Tačiau galaktikos pradžios apibrėžimas yra visai kas kita. Galaktikos ankstyvojoje visatoje atsirado palaipsniui, pradedant nuo pat pirmosios Didžiojo sprogimo sekundės. Tuo metu atsirado mažyčiai didesnio nei vidutinis tankio židiniai, kurie per kelis šimtus milijonų metų nuolat augo.
Iš pradžių galėjo įsilieti tik tamsioji medžiaga, nes įprasta materija buvo užsiėmusi susipainiojimu pati su savimi. Tačiau kai tamsiosios medžiagos kišenės pakankamai išsiplėtė, jos įtraukė aplinkinę įprastą materiją.
Susitelkusi įprastinė medžiaga susispaudė, suskilo ir suteikė šviesą pirmosioms žvaigždėms. Šios protogalaktikos vėliau sunaudojo daugiau dujų, susijungė su kaimyninėmis galaktikomis ir išaugo į visiškai susiformavusias galaktikas, kurias matome šiandien.
Taigi daugeliu atžvilgių šiandien naujų galaktikų neatsiranda. Jų kūrimo procesas – jų pasėjimas kaip mažyčiai tankio skirtumai ar pradinis tamsiosios medžiagos susikaupimas – yra baigtas, tai veiksmas, kuris vyko senovės kosmose ir niekada daugiau nebepasikartos. Dabartinėje visatoje nebėra protogalaktikų – dujų debesų, kurie tik ir laukia progos susispausti ir sukurti naują galaktiką.
Antrasis atsakymas: taip
Tačiau tai tik vienas iš būdų apibrėžti galaktikos pradžią. Galime pažvelgti ir į kitą esminį žingsnį – pirmųjų žvaigždžių atsiradimą. Grįžtant prie miesto analogijos, yra skirtumas tarp to, kada miestas pirmą kartą suplanuojamas – jo kontūrai apibrėžiami riboženkliais ir matavimo linijomis – ir to, kada jame pradeda gyventi pirmieji žmonės.
Jei sutelksime dėmesį tik į žvaigždžių formavimąsi, pamatysime, kad tai yra nuolatinis procesas, kuris tęsiasi net ir šiuolaikinėje visatoje. Pastaraisiais metais astronomai išsamiai suprato matą, vadinamą žvaigždžių masės funkcija. Tai yra pagrindinis demografinis surašymas, kuriame nurodoma, kiek žvaigždžių įsižiebia kiekvienoje galaktikoje, arba, kitaip tariant, kiek masės yra žvaigždžių pavidalu kiekvienoje galaktikoje skirtingais Visatos laikotarpiais.
Žvaigždės sudaro tik nedidelę dalį galaktikos masės; likusi dalis tenka tamsiajai medžiagai ir atsitiktiniams dujų telkiniams. Tačiau žvaigždės daro galaktiką tokią, kokia ji yra, ir jas daug lengviau stebėti nei bet kurį kitą galaktikos komponentą.
Atlikę naujus tyrimus, kurių metu buvo paimtos visos Visatos galaktikų imtys, astronomai neseniai nustatė, kad žvaigždžių masės funkcija visur didėja. Tai reiškia, kad mažų, vidutinių ir didelių galaktikų yra daugiau nei prieš milijardus metų.
Naujos mažosios galaktikos neatsiranda iš protogalaktikų, atsiradusių tamsiosios medžiagos sėklose; tai jau egzistuojantys medžiagos telkiniai, kuriuose tik pradeda formuotis žvaigždės. Kita vertus, didesnes galaktikas daugiausia lemia nuolatinis mažesnių galaktikų jungimasis.
Tai netruks amžinai
Taigi, bent jau vienu svarbiu aspektu naujos galaktikos ir toliau atsiranda kosmoso scenoje, nes jose prasideda nauji žvaigždžių formavimosi etapai. Jos visada buvo ten, kabojo milijardus metų, bet tik dabar tapo matomos. Šis procesas yra gyvybingas, nes žvaigždžių formavimasis yra neįtikėtinai neefektyvus.
Didžioji dalis dujų galaktikoje niekada netaps žvaigždėmis, o žvaigždžių formavimasis gali vykti labai ilgai, nesunaudojant daug medžiagos – be to, gali prireikti labai daug laiko, kol galaktika apskritai pradės formuotis.
Tačiau, deja, visa tai netruks amžinai. Problema ta, kad Visata ne tik plečiasi, bet jos plėtimasis greitėja – šis reiškinys vadinamas tamsiąja energija. Nors astronomai vis dar nesupranta, kas lemia tamsiąją energiją, jie gali stebėti jos poveikį likusiai Visatos daliai: ji viską išsklaido.
Visatai senstant, medžiagai vis sunkiau susitelkti, kad susiformuotų naujos galaktikos ir toliau formuotųsi žvaigždės. Tiesą sakant, žvaigždžių formavimosi pikas praėjo prieš milijardus metų. Nors naujos galaktikos ir toliau įsižiebia, jų atsiradimo greitis lėtėja, kasmet atsiranda vis mažiau naujų galaktikų.
Laiko dar turime daug – galaktikos ir toliau formuos žvaigždes dar šimtus milijardų metų, tačiau turėtume mėgautis tuo, kol visa tai dar vyksta.
