Întâlnirile cosmice dintre galaxii joacă un rol vital în formarea galaxiilor în universul timpuriu. Deși nu sunt evenimente comune, astfel de interacțiuni există, implicând de obicei două galaxii. Totuși, fuziunea recent identificată, numită Quintetul JWST, conține cel puțin cinci galaxii și 17 aglomerări de galaxii.
„Găsirea unui astfel de sistem cu cinci galaxii legate fizic este extrem de rară, la fel de mult în simulările actuale, cât și în observații”, a declarat autorul principal al studiului, Weida Hu, cercetător postdoctoral la Universitatea Texas A&M.
„Probabilitatea de a detecta măcar o astfel de fuziune de galaxii multiple este destul de mică, ceea ce sugerează că am avut noroc în identificarea acestui sistem atât de devreme”, a declarat Hu. 
Aceste galaxii se numesc galaxii cu linii de emisie, pentru că au semnăturile luminoase specifice, emise în special de hidrogen și oxigen, care sunt semne evidente ale formării de noi stele.
Forța unită
Cercetarea, publicată pe 15 august în revista Nature Astronomy, a utilizat o combinație de date de la telescoapele JWST și Hubble.
Camera JWST cu infraroșu apropiat (NIRCam) a dezvăluit existența unui vast halou de gaz în jurul grupului de galaxii, ceea ce sugerează că aceste cinci galaxii nu sunt independente, ci sunt legate fizic și incluse într-un sistem unic, a explicat Hu.
Deși unele din aceste galaxii au fost observate anterior cu Hubble, „doar datele JWST ne arată că cele cinci galaxii au aceeași deplasare spre roșu și interacționează între ele”, a adăugat Hu.
Hu a sugerat că ar putea exista alte galaxii slabe sau ascunse legate de Quintetul JWST, care nu au fost încă identificate. Identificarea lor ar putea necesita observații avansate pe mai multe lungimi de undă.
Fuziunile din universul timpuriu, implicând mai multe de două galaxii, sunt extrem de rare, a spus Christopher Conselice, profesor de astronomie extragalactică la Universitatea din Manchester, care nu a fost implicat în studiu.
„Dacă privim toate galaxiile, undeva între 20 și 30% sunt implicate în fuziuni. Acestea vor implica, în general, doar două galaxii. Proporția sistemelor cu mai multe fuziuni va fi mult mai mică, și nu avem încă statistici în acest sens, dar cu siguranță sub 1%”, a spus Conselice.
Echipa a determinat că cele două galaxii principale din sistem par să fie separate la o distanță de 43.300 de ani-lumină, iar cele mai îndepărtate galaxii din grup sunt la circa 60.700 de ani-lumină.
„Apropierea lor sugerează că este foarte probabil ca aceste galaxii să fuzioneze”, a declarat Conselice. „Există un anumit grad de incertitudine în interpretarea dacă unele obiecte ar putea face parte din aceeași galaxie”, a mai adăugat el.
Un văr îndepărtat
Acest sistem este similar cu omologul său din universul local, Quintetul lui Stephan, care reprezintă o fuziune a patru galaxii, cu o a cincea galaxie apropiată, dar nu implicată în fuziune.
„O asemănare notabilă este prezența unei conexiuni de material care leagă două galaxii în Quintetul JWST – o caracteristică observată și în Quintetul lui Stephan, ce indică cozile de maree cauzate de interacțiunea galaxiilor”, a spus Hu. „Cu toate acestea, ritmul de formare a stelelor din Quintetul JWST este considerabil mai ridicat”.
În timp ce toate galaxiile din Quintetul lui Stephan sunt sisteme mult mai mature din universul apropiat, iar activitatea lor este mai redusă, galaxiile din Quintetul JWST sunt bogate în gaz și formează noi stele cu un ritm mai ridicat decât se aștepta pentru acea epocă.
Quintetul JWST, cu cel puțin cinci galaxii și 17 aglomerări de galaxii, deține o masă totală de stele echivalentă cu 10 miliarde de sori. Studiul sugerează că masa mare și ritmul ridicat de formare a stelelor indică faptul că galaxiile în fuziune pot evolua în galaxii masive, inactive, la circa 1-1,5 miliarde de ani după Big Bang.
Galaxiile inactive sunt cele care încetează să mai formeze noi stele. Studiile anterioare ale JWST au detectat câteva dintre acestea în universul timpuriu, ridicând întrebări despre modul în care galaxiile pot deveni „moarte” atât de devreme în existența universului.
Viitorul galaxiilor, un mister
Conselice a menționat că viitorul galaxiilor care se unesc este un aspect important. Ele pot deveni galaxii cu formare de stele, dar cu activitate redusă, sau pur și simplu pot deveni inactive sau pasive în timp. De asemenea, viitorul sistemului depinde de prezența găurilor negre active în galaxii, care ar putea împinge sistemul spre o stare de inactivitate.
Dacă galaxiile care fuzionează devin sisteme inactive, Quintetul JWST ar putea explica cum se pot forma rapid galaxii masive inactive prin fuziunea galaxiilor mai mici, însoțite de explozii stelare, în universul timpuriu.
Dacă viitoarele observații JWST vor identifica mai multe sisteme similare cu Quintetul JWST, cercetătorii vor putea studia cât de frecvente sunt aceste grupuri de galaxii în fuziune, natura lor și condițiile în care se formează.
Acest lucru le va permite cercetătorilor să verifice dacă aceste sisteme aparțin unei categorii rare conform modelului standard al universului sau dacă indică noi mecanisme în acțiune.
