Jsou tam venku; malé, extrémně slabé a neuvěřitelně starodávné trpasličí galaxie s tak malým počtem hvězd, že je vědci nazývají „duchové galaxie“. Hubbleův kosmický dalekohled NASA zachytil snímky tří z těchto malých smažených galaxií v naději, že se podaří odhalit záhadu 13 miliard let.
Astronomové se domnívají, že tyto malé, duchové galaxie spatřené vedle Galaxie Mléčná dráha patří mezi nejstarší, nejmenší a nejpevnější galaxie ve vesmíru. Hubbleovy názory ukazují, že jejich hvězdy sdílejí stejné datum narození. Všechny galaxie začaly tvořit hvězdy před více než 13 miliardami let, ale pak se náhle zastavily během pouhé jedné miliardy let po narození vesmíru.
"Všechny tyto galaxie jsou staré a jsou ve stejném věku, takže víte, že se něco stalo jako gilotina a v těchto galaxiích vypnulo hvězdné formování," řekl Tom Brown z kosmického dalekohledu v Baltimoru. , Md., Vedoucí studie. "Nejpravděpodobnějším vysvětlením je reionizace."
Reionizace vesmíru začala v prvních miliardách let po Velkém třesku. Během této doby radiace z prvních hvězd srazila elektrony z atomů vodíku a ionizovala plynný vodík. Tento proces také umožnil, aby se plynný vodík stal průhledným pro ultrafialové světlo. Stejný proces může také rozdrvit tvorbu hvězd v trpasličích galaxiích, například v Brownově studii. Tyto galaxie jsou malými bratranci pro hvězdné trpasličí galaxie poblíž Mléčné dráhy. A vzhledem k jejich malé velikosti, přes 2 000 světelných let, nebyli dostatečně masivní, aby se chránili před tvrdým ultrafialovým světlem raného vesmíru, které odhalilo jejich skrovnou zásobu plynného vodíku, což jim umožnilo vytvořit nové hvězdy.
Astronomové kromě teorie reioniace navrhli mnoho důvodů pro nedostatek hvězd v těchto galaxiích. Někteří vědci věřili, že vnitřní události, jako jsou supernovy, odpálily plyn potřebný k vytvoření nových hvězd. Jiní navrhli, že galaxie jednoduše vyčerpaly svou dodávku plynného vodíku potřebného k vytvoření hvězd.
Brown změřil věky hvězd tím, že se podíval na jejich jas a barvy. Hvězdné populace v těchto fosilních galaxiích se pohybují od několika stovek do několika tisíc hvězd; nějaké slunce, nějaké červené trpaslíky a některé červené hvězdy větší než naše Slunce. Když důkazy ukázaly, že hvězdy byly opravdu starověké, Brown získal pomoc Hubbleovy pokročilé kamery pro průzkumy, aby se daly hluboko do šesti galaxií, aby určily, kdy se narodily. Doposud tým dokončil analýzu dat pro tři; Hercules, Lev IV a Ursa Major. Galaxie leží mezi 330 000 světelnými roky a 490 000 světelnými roky. Pro srovnání, Brown porovnával hvězdy galaxií s hvězdami nalezenými v M92, 13 miliard let staré kulovité hvězdokupy umístěné asi 26 000 světelných let od Země. Zjistil, že jsou v podobném věku.
"To jsou fosílie nejstarších galaxií ve vesmíru," řekl Brown. "Za miliardy let se nezměnili." Tyto galaxie jsou na rozdíl od většiny blízkých galaxií, které mají dlouhou historii formování hvězd. “
Brownův objev by mohl pomoci vysvětlit tzv. „Chybějící satelitní problém“. Astronomové pozorovali kolem Mléčné dráhy jen několik desítek trpasličích galaxií, zatímco počítačové simulace předpovídají, že by měly existovat tisíce. Ale možná existují. Sloanův průzkum našel v okolí Mléčné dráhy více než tucet malých, hvězdných galaxií, zatímco skenoval jen část oblohy. Astronomové se domnívají, že desítky dalších ultra slabých galaxií se mohou skrývat neodhalené s možností, že tisíce i menších trpaslíků neobsahují prakticky žádné hvězdy.
Drobné galaxie mohou být zbaveny hvězd, ale stále mají velké množství temné hmoty, rámce, na kterém jsou galaxie postaveny. Normální trpasličí galaxie poblíž Galaxie Mléčná dráha obsahují desetkrát více temné hmoty než obyčejná viditelná hmota. Brown vysvětluje, že tyto malé galaxie jsou nyní ostrovy převážně temné hmoty, neviditelné po miliardy let, dokud je astronomové nezačnou hledat v Sloanově průzkumu.
Brownovy výsledky se objevují v prvním vydání Astrophysical Journal Letters z 1. července.
Titulek obrázku 1: Tyto obrázky HST ukazují matnou trpaslíkovou galaxii Leva IV. Obrázek vlevo ukazuje část galaxie, nastíněné bílým obdélníkovým rámečkem. Krabice měří 83 světelných let na šířku a 163 světelných let. Několik hvězd v Levu IV je ztraceno uprostřed sousedních hvězd a vzdálených galaxií. Ve středním obrázku je detailní pohled na pozadí galaxií v rámečku. Obrázek vpravo ukazuje pouze hvězdy v Levu IV. Galaxie, která obsahuje několik tisíc hvězd, se skládá z hvězd podobných Slunci, slabšího, červených trpaslíků a některých červených obřích hvězd jasnějších než slunce. Kredit: NASA, ESA a T. Brown (STScI)
Titulek obrázku 2: Tyto počítačové simulace ukazují roj shluků temné hmoty kolem naší Mléčné dráhy. Některé koncentrace tmavé hmoty jsou dostatečně masivní, aby vytvořily hvězdnou hvězdu. Tisíce shluků temné hmoty koexistují s naší galaxií Mléčná dráha, která je zobrazena ve středu horního panelu. Zelené skvrny ve středním panelu jsou ty kusy tmavé hmoty, které jsou dostatečně masivní, aby získaly plyn z intergalaktického média a spustily pokračující formování hvězd, případně vytvořily trpasličí galaxie. Ve spodním panelu jsou červené skvrny velmi slabé trpasličí galaxie, které se dávno přestaly tvořit hvězdy. Brown a J. Tumlinson (STScI)
