Nad on seal väljas; pisikesed, äärmiselt nõrgad ja uskumatult iidsed kääbusgalaktikad, millel on nii vähe tähti, et teadlased nimetavad neid “kummitusgalaktikateks”. NASA Hubble'i kosmoseteleskoop salvestas nendest väikestest praadinud galaktikatest kolm pilti, lootuses lahti mõistatada 13 miljardit aastat kestnud müsteerium.
Astronoomid usuvad, et need Linnutee galaktika kõrval täpitud pisikesed kummituslikud galaktikad on universumi kõige vanemad, kõige pisemad ja põlised galaktikad. Hubble'i vaadetest selgub, et nende tähtedel on sama sünnikuupäev. Kõik galaktikad hakkasid tähti moodustama enam kui 13 miljardit aastat tagasi, kuid peatusid siis järsult vaid miljardi aasta jooksul pärast Universumi sündi.
"Need galaktikad on kõik iidsed ja nad on kõik ühe vanusega, nii et teate, et midagi langes giljotiini moodi ja lülitas tähe moodustamise välja samal ajal nendes galaktikates," ütles Tom Brown Baltimore'i kosmoseteleskoobi teadusinstituudist. , Uuringu juht Md. "Kõige tõenäolisem seletus on reioniseerimine."
Universumi reioniseerimine algas esimese miljardi aasta jooksul pärast Suurt Pauku. Selle aja jooksul koputas esimeste tähtede kiirgus elektronid vesinikuaatomitest välja, ioniseerides vesiniku gaasi. See protsess võimaldas ka vesinikgaasil muutuda ultraviolettvalguses läbipaistvaks. See sama protsess võib olla ka tähtede tegemise kääbusgalaktikates, nagu näiteks Browni uuringus. Need galaktikad on Linnutee läheduses pisikesed nõod tähtede moodustavate kääbusgalaktikateni. Ja kuna nende suurus oli vaid 2000 valgusaastat, polnud nad piisavalt massiivsed, et kaitsta end varase universumi karmi ultraviolettvalguse eest, mis võttis ära nende vähesed vesinikuvarud, jättes nad võimatuks uute tähtede moodustamiseks.
Astronoomid pakkusid lisaks reioonide teooriale välja palju põhjuseid, miks nendes galaktikates pole tähti. Mõned teadlased uskusid, et sisemised sündmused, näiteks supernoovad, lõhkasid uute tähtede loomiseks vajaliku gaasi. Teised väitsid, et galaktikad lihtsalt kasutasid tähtede moodustamiseks vajalikku vesinikgaasi varustust.
Brown mõõtis tähtede vanust, vaadates nende heledust ja värve. Nende fossiilsete galaktikate tähepopulatsioon varieerub mõnesajast mõne tuhandeni täheni; mõned päikesetaolised, mõned punased kääbused ja mõned punased tähed, mis on suuremad kui meie Päike. Kui tõendusmaterjal näitas, et tähed olid tõepoolest iidsed, valis Brown Hubble'i Advanced Camera for Surveys'i abi, et matta kuude galaktikat sügavale, et teha kindlaks nende sündimise aeg. Siiani on meeskond lõpetanud andmete analüüsimise kolme kohta; Hercules, Leo IV ja Ursa Major. Galaktikad asuvad vahemikus 330 000 kuni 490 000 valgusaastat. Võrdluseks - Brown võrdles galaktikate tähti tähtedega, mis leiti M92-st - 13 miljardi aasta vanusest globaalsest kobarast, mis asub Maast umbes 26 000 valgusaasta kaugusel. Ta leidis, et nad on sarnase vanusega.
"Need on universumi varaseimate galaktikate fossiilid," ütles Brown. „Need pole miljardite aastate jooksul muutunud. Need galaktikad on erinevalt enamikust lähedalasuvatest galaktikatest, millel on pikk tähtede kujunemise ajalugu. ”
Browni avastus võiks aidata selgitada nn puuduva satelliidi probleemi. Astronoomid on Linnutee ümbruses täheldanud vaid mõnikümmend kääbusgalaktikat, samas kui arvutisimulatsioonide kohaselt peaks tuhandeid olema. Kuid võib-olla on neid olemas. Sloani uuring tuvastas Linnutee naabruses enam kui tosina pisikese täheta galaktikat, skaneerides vaid osa taevast. Astronoomid arvavad, et kümned veel eriti nõrgad galaktikad võivad varitseda märkamatult, võimalusel tuhandeid veelgi väiksemaid kääpi, mis praktiliselt ei sisalda tähti.
Pisikesed galaktikad võivad olla ilma tähtta, kuid neis on ikka veel ohtralt tumedat ainet - raamistikku, millele galaktikad rajatakse. Linnutee galaktika läheduses asuvad tavalised kääbusgalaktikad sisaldavad kümme korda rohkem tumedat ainet kui tavaline nähtav aine. Brown selgitab, et need pisikesed galaktikad on nüüd enamasti tumeda aine saared, mis on olnud miljardeid aastaid nähtamatud, kuni astronoomid hakkasid neid Sloani uuringus leidma.
Browni tulemused ilmuvad ajakirja Astrophysical Journal Letters 1. juuli numbris.
1. pildi pealdis: Nendel Hubble'i piltidel on hämar, tähega kääbusgalaktika Leo IV. Vasakpoolsel pildil on osa galaktikast, mille tähistab valge ristkülikukujuline kast. Kast mõõdab 83 valgusaasta pikkust ja 163 valgusaasta pikkust. Mõned Leo IV tähed on kadunud naabruses asuvate tähtede ja kaugete galaktikate keskel. Keskmine pilt on kasti taustgalaktikate galaktika. Parempoolsel pildil on ainult Leo IV tähed. Mitu tuhat tähte sisaldav galaktika koosneb päikesesarnastest tähtedest, õhematest, punastest kääbustähtedest ja mõnest päikesest heledamast punasest hiiglaslikust tähest. Autor: NASA, ESA ja T. Brown (STScI)
2. pildi pealdis: Need arvutisimulatsioonid näitavad, et meie Linnutee galaktika ümber tiirleb tume aine mass. Mõned tumeda aine kontsentratsioonid on piisavalt massiivsed, et tekitada tähte. Meie Linnutee galaktikaga eksisteerivad ülemise paneeli keskel tuhanded tumeaine tükid. Keskmisel paneelil olevad rohelised plekid on need tumeda aine tükid, mis on piisavalt massiivsed, et gaala vahelisest keskkonnast gaasi saada ja käivitada pidevat tähtede moodustumist, luues lõpuks kääbusgalaktikad. Alumisel paneelil on punased plekid ülikergete kääbusgalaktikatena, mis lakkasid tähtede moodustamisest juba ammu. Brown ja J. Tumlinson (STScI)
