Dosavadní pozorování nasvědčovala spíše tomu, že galaxie ve tvaru disku včetně systému rozrůstajících se spirálních ramen začaly ve větším počtu vznikat až v době tří až čtyř miliard po Velkém třesku, k němuž došlo asi před 13,8 miliardy let. Objev diskové galaxie, která je výrazně starší, naznačuje, že i masivní spirální galaxie, jako je Mléčná dráha, mohly vzniknout relativně rychle. Informuje o tom web Science News s odkazem na novou astronomickou studii, vydanou v odborném titulu Nature z 21. května.

"Tím, že ukázala, že se disková galaxie mohla vytvořit tak záhy v dějinách vesmíru, zpochybňuje nová studie přijaté paradigma o tom, jak se diskové galaxie ve vesmíru utvářely,“ sdělila Science News astrofyzička Rachel Somervillová z newyorského Flatiron Institutu, jež se práce na studii neúčastnila.

Diskové galaxie vznikly dřív, než vědci mysleli

Nejranější galaxie vznikly pravděpodobně tak, že shluky neviditelné temné hmoty přitáhly svou gravitací okolní plynové a prachové částice, jež vtáhly do sebe. Tímto způsobem se vytvářely nejdříve hvězdy a nakonec i galaxie, které měly podle výsledků pozorování a počítačových simulací nejspíše kulový nebo chuchvalcový tvar. 

Podle některých dřívějších teorií probíhalo shlukování těchto raných galaxií násilným procesem spojeným s mícháním a zahříváním plynu. Protože horký plyn zvětšuje svůj objem, tvořily první galaxie podle těchto názorů jakési poletující sférické kapky, protože byly příliš horké na to, aby se plyn usadil. Teprve v případě, že měl opravdu hodně času na to vychladnout, mohl se zhroutit a vytvořit jasnou hvězdnou galaxii ve tvaru, jak ji známe, tedy rotujícího disku. 

V posledních 15 letech však počítačové simulace ukázaly, že diskové galaxie mohly vznikat také tím, že se mezi pradávné horké kapkovité galaxie vkradly studené proudy plynu, což mohlo vznik diskových galaxií potenciálně urychlit. Tuto hypotézu se rozhodl potvrdit nebo vyvrátit astronom Marcel Neeleman z Astronomického ústavu Maxe Plancka v německém Heidelbergu, a začal proto se svými kolegy hledat nejstarší diskové galaxie, jaké je možné objevit.

K objevu pomohlo záření kvasaru

Většina raných galaxií je ve vesmíru příliš vzdálená a záře jejich hvězd příliš slabá na to, aby ji vesmírné dalekohledy ze Země dokázaly zachytit. Citlivé radioteleskopy však mohou zaznamenat světlo vyzařované mezihvězdným prachem, který tyto nejstarší galaxie pokrývá, popřípadě detekovat světlo z ještě vzdálenějších kvasarů - tedy bíle svítících horkých disků obklopujících supermasivní černé díry. Tato vesmírná tělesa mohou být zachytitelná pozemskými dalekohledy jako svítící bod, přičemž lze rozeznat, zda jejich záři filtruje nějaký  galaktický plyn. 

Právě jasný kvasar nacházející se za ranou diskovou galaxií DLA0817g, pomohl odhalit její složení a strukturu. Neeleman s kolegy spatřili její náznaky poprvé v roce 2017 díky Atakamské velké milimetrové anténní soustavě v Chile. 

Následná pozorování v roce 2019 ukázala, že galaxie se otáčí jako disk - jedna její polovina se pohybuje ve směru od Země, druhá směrem k nám. "Tento pohyb naznačuje, že jde o galaxii v podobě studeného a plochého rotujícího disku, pravděpodobně spirálního tvaru," tvrdí vědci. Galaxie je podle nich také masivní, dosahuje nejméně dvaasedmdesátimiliardového násobku hmotnosti Slunce. 

"Vytvořit masivní galaxii jakéhokoli tvaru tak rychle je dost náročné, ale opravdu šokující je vidět ji na takovém pěkném spirálovém disku," říká astronom a spoluautor studie J. Xavier Prochaska z Kalifornské univerzity v Santa Cruz. 

Tým pojmenoval svůj objev neoficiálně jako Wolfeho disk po astrofyzikovi Arthurovi Wolfe z Kalifornské univerzity v San Diegu, který zemřel v roce 2014. "Wolfe byl jedním z prvních, kdo naznačil, že diskové galaxie mohly existovat už v dobách, kdy vesmír byl ještě v plenkách," říká Prochaska, jenž je jedním z Wolfeho žáků. "Měl pravdu, minimálně zčásti. Za to, že razil tento názor proti všemu konvenčnímu povědomí, si zaslouží uznání."