Masivní galaxie v časném vesmíru tvořily hvězdy mnohem rychleji než dnes - vytvářejí ekvivalent tisíc nových sluncí ročně. Tato míra dosáhla svého vrcholu 3 miliardy let po Velkém třesku a 6 miliardami let galaxie vytvořily většinu svých hvězd.
Nová pozorování z Hubbleova kosmického dalekohledu ukazují, že i trpasličí galaxie - malé zhluky několika miliard hvězd - vytvářely hvězdy rychlým tempem a hrály větší roli, než se očekávalo v rané historii vesmíru.
Dnes máme tendenci vidět, že trpasličí galaxie ulpívají na větších galaxiích, nebo se někdy pohlcují uvnitř, spíše než existující jako zářící kolekce hvězd samotných. Ale astronomové měli podezření, že trpaslíci na počátku vesmíru dokážou rychle převrátit hvězdy. Problém je, že většina obrázků není dostatečně ostrá, aby odhalila slabé, vzdálené galaxie, které musíme pozorovat.
"Už jsme měli podezření, že trpasličí hvězdné galaxie by přispěly k rané vlně formování hvězd, ale toto je poprvé, kdy jsme byli schopni měřit účinek, jaký skutečně měli," řekl vedoucí autor Hakim Atek z École Polytechnique Fédérale de Lausanne. (EPFL) v tiskové zprávě. "Zdá se, že v době, kdy vesmír tvořil většinu svých hvězd, hráli překvapivě významnou roli."
Předchozí studie hvězdných galaxií v časném vesmíru byly zkreslené směrem k masivním galaxiím, opomíjely obrovské množství trpasličích galaxií, které v této éře existovaly. Ale vysoce citlivé schopnosti Hubbleovy kamery Wide Field Camera 3 nyní umožnily astronomům nahlédnout do trpaslicových galaxií s nízkou hmotností ve vzdáleném vesmíru.
Atek a jeho kolegové se dívali na 1000 galaxií od zhruba tří miliard let po 10 miliard let po Velkém třesku. Prohledali svá data a hledali linii H-alfa: tmavě červenou viditelnou spektrální linii, ke které dochází, když vodíkový elektron klesne ze své třetí na druhou nejnižší energetickou úroveň.
V oblastech vytvářejících hvězdy je okolní plyn nepřetržitě ionizován zářením z nově vytvořených hvězd. Jakmile je plyn ionizován, jádro a odstraněný elektron se mohou rekombinovat za vzniku nového atomu vodíku s elektronem obvykle ve stavu vyšší energie. Tento elektron se pak kaskáduje zpět do základního stavu, což je proces, který produkuje emise H-alfa asi polovinu času.
Čára H-alfa je tedy účinnou sondou tvorby hvězd a jas linie H-alfa (která je mnohem snáze detekovatelná než slabá, téměř neviditelná kontinua) je účinnou sondou rychlosti tvorby hvězd. Z této jediné linie zjistili Attek a jeho kolegové, že rychlost, jakou se hvězdy objevují u časných trpaslíků, je překvapivě vysoká.
"Tyto galaxie vytvářejí hvězdy tak rychle, že dokázaly ve skutečnosti zdvojnásobit celou svou hmotu hvězd za pouhých 150 miliónů let - tento druh zisku ve hvězdné hmotě by zabral většinu normálních galaxií 1-3 miliardy let," řekl spoluautor Jean-Paul Kneib, také z EPFL.
Tým zatím neví, proč tyto malé galaxie produkují tak velké množství hvězd. Obecně se předpokládá, že výbuchy hvězd vznikají poněkud chaotickými událostmi, jako jsou galaktické fúze nebo šok supernovy. Ale pokračováním ve studiu těchto trpasličích galaxií doufají astronomové, že osvětlí galaktický vývoj a pomohou vykreslit konzistentní obraz událostí v ranném vesmíru.
Příspěvek byl dnes publikován v Astrofyzikálním časopise a lze si ho prohlédnout zde. Tento vzrušující výsledek pokrývá také nejnovější Hubblecast (níže).
