He ovat siellä; pieniä, erittäin heikkoja ja uskomattoman muinaisia kääpiögalakseja, joissa on niin vähän tähtiä, että tutkijat kutsuvat niitä 'haamugalakseiksi'. NASA: n Hubble-avaruusteleskooppi otti kuvia kolmesta näistä pienistä paistatuista galakseista toivoen paljastavansa salaisuuden 13 miljardin vuoden ajan.
Tähtitieteilijät uskovat, että nämä Linnunradan galaksin vieressä havaitut pienet, aavemaiset galaksit ovat maailmankaikkeuden vanhimpia, pienimpiä ja koskemattomimpia galakseja. Hubble-näkemykset paljastavat, että heidän tähtensä jakavat saman syntymäajan. Kaikki galaksit alkoivat muodostaa tähtiä yli 13 miljardia vuotta sitten, mutta sitten pysähtyivät yhtäkkiä vain miljardin vuoden sisällä maailmankaikkeuden syntymästä.
"Nämä galaksit ovat kaikki muinaisia ja ne ovat kaikki saman ikäisiä, joten tiedät, että jotain putosi giljotiinin tavoin ja sammutti tähtien muodostumisen samanaikaisesti näissä galakseissa", kertoi Tom Brown Baltimoressa sijaitsevasta avaruusteleskoopin tiedeinstituutista. , Tutkimuksen johtaja, Md. "Todennäköisin selitys on reionisointi."
Universumin uudelleensuuntaus alkoi ensimmäisen miljardin vuoden kuluttua isosta räjähdyksestä. Tänä aikana ensimmäisten tähtien säteily koputti elektronit vetyatomeista ionisoimaan vetykaasua. Tämä prosessi antoi myös vetykaasulle tulla läpinäkyvä ultraviolettivalolle. Sama prosessi on saattanut myös tähtien tuotantoa kääpiögalakseissa, kuten Brownin tutkimuksessa. Nämä galaksit ovat pieniä serkkuja tähtiä tekeviin kääpiögalakseihin lähellä Linnunrataa. Ja koska niiden koko on vain 2000 valovuotta, ne eivät olleet riittävän massiivisia suojaamaankseen varhaisen maailmankaikkeuden ankarasta ultraviolettivalosta, joka poisti heidän vähäisen vetykaasunsa toimituksen jättäen heille kyvyn tehdä uusia tähtiä.
Tähtitieteilijät ehdottivat leionioteorian lisäksi monia syitä tähtien puutteeseen näissä galakseissa. Jotkut tutkijat uskoivat, että sisäiset tapahtumat, kuten supernoovat, räjäyttivät uusien tähtien luomiseen tarvittavan kaasun. Toiset ehdottivat, että galaksit vain käyttivät tähteiden tekemiseen tarvittavaa vetykaasuvarastoaan.
Brown mittasi tähtien ikää katsomalla niiden kirkkautta ja värejä. Näiden fossiilisten galaksien tähtipopulaatiot vaihtelevat muutamasta sadasta muutamaan tuhanteen tähteen; jotkut aurinkoisia, jotkut punaiset kääpiöt ja jotkut punaiset tähdet, jotka ovat suurempia kuin aurinko. Kun todisteet osoittivat, että tähdet olivat todella muinaisia, Brown otti Hubblen Advanced Camera for Surveys -apua hautaamaan syvälle kuuteen galaksiin synnyttämään. Toistaiseksi joukkue on päättänyt analysoida tietoja kolmesta; Hercules, Leo IV ja Ursa Major. Galaksit sijaitsevat välillä 330 000 - 490 000 valovuotta. Vertailun vuoksi Brown vertasi galaksien tähtiä tähtiin, jotka löydettiin M92: stä, 13 miljardia vuotta vanhasta globaalista klusterista, joka sijaitsee noin 26 000 valovuoden päässä maasta. Hän huomasi olevansa samanikäisiä.
"Nämä ovat maailmankaikkeuden aikaisimpien galaksien fossiileja", Brown sanoi. ”Ne eivät ole muuttuneet miljardeissa vuosissa. Nämä galaksit ovat toisin kuin useimmat lähistöllä sijaitsevat galaksit, joilla on pitkä tähtien muodostumishistoria. "
Brownin löytö voisi auttaa selittämään ns. Puuttuvan satelliitin ongelmaa. Tähtitieteilijät ovat havainneet vain muutama tusina kääpiögalakseksia Linnunradan ympärillä, kun taas tietokonesimulaatioiden mukaan tuhansien pitäisi olla olemassa. Mutta ehkä niitä on olemassa. Sloan-tutkimuksessa löydettiin Linnunradan naapurustossa yli tusina pieniä, tähdellisiä galakseja, kun se skannaa vain osan taivaasta. Tähtitieteilijät ajattelevat, että kymmeniä enemmän erittäin heikkoja galakseja voi pyöriä huomaamatta tuhansilla pienemmillä kääpiöillä, joissa ei käytännössä ole tähtiä.
Pienet galaksit voivat olla tähdetöntä, mutta niissä on edelleen runsaasti tummaa ainetta, kehystä, johon galaksit rakentuvat. Linnunradan galaksin lähellä olevat normaalit kääpiögalaksit sisältävät kymmenen kertaa enemmän tummaa ainetta kuin tavallinen näkyvä aine. Brown selittää, että nämä pienet galaksit ovat nykyään enimmäkseen tumman aineen saaria, joita ei ole nähty miljardeja vuosia, kunnes tähtitieteilijät alkoivat löytää niitä Sloan-tutkimuksessa.
Brownin tulokset ilmestyvät Astrophysical Journal Letters -lehden 1. heinäkuuta.
Kuvateksti 1: Nämä Hubble-kuvat esittävät himmeää, tähdetäytteistä kääpiögalaksia Leo IV. Vasemmalla olevassa kuvassa näkyy osa galaksista, valkoisen suorakulmaisen ruudun ääriviivat. Laatikon mitat ovat 83 valovuotta ja 163 valovuotta pitkä. Harvat tähdet Leo IV: ssä ovat kadonneet vierekkäisten tähtijen ja kaukaisten galaksien keskellä. Lähikuva laatikon taustagalakseista näkyy keskimmäisessä kuvassa. Oikealla olevassa kuvassa näkyvät vain Leo IV: n tähdet. Galaksi, joka sisältää useita tuhansia tähtiä, koostuu aurinkomaisesta tähdestä, vaaleammasta, punaisesta kääpiötähdistä ja joistakin aurinkoa kirkkaimmista punaisista jättilähteistä. Luotto: NASA, ESA ja T. Brown (STScI)
Kuvateksti 2: Nämä tietokonesimulaatiot osoittavat, että parvi tummaa ainetta on rypistynyt Linnunradan galaksin ympärille. Jotkut tumman aineen pitoisuuksista ovat riittävän massiivisia tähtien muodostumiseen. Tuhannet tumman aineen ryhmät ovat samanaikaisesti Linnunradan galaksin kanssa, joka on esitetty yläpaneelin keskellä. Keskipaneelin vihreät läiskät ovat tumman aineen paloja, jotka ovat riittävän massiivisia kaasun saamiseksi välimaisesta väliaineesta ja käynnistävän jatkuvaa tähtien muodostumista muodostaen lopulta kääpiögalakseja. Pohjapaneelissa punaiset läiskät ovat erittäin heikkoja kääpiögalakseja, jotka lopettivat tähtiä muodostumisen kauan sitten. Brown ja J. Tumlinson (STScI)
