Varhaisen maailmankaikkeuden massiiviset galaksit muodostivat tähtiä paljon nopeammalla leikkeellä kuin nykyään - luomalla tuhat uutta aurinkoa vuodessa. Tämä nopeus saavutti huippunsa 3 miljardia vuotta suuren räjähdyksen jälkeen, ja 6 miljardin vuoden kuluttua galaksit olivat luoneet suurimman osan tähdestään.
Uudet havainnot Hubble-avaruusteleskoopista osoittavat, että jopa kääpiögalaksit - pienet, pienen massan joukot, joiden joukossa on useita miljardeja tähtiä - tuottivat tähtiä nopeasti, ja niillä oli suurempi rooli kuin odotettiin maailmankaikkeuden varhaishistoriassa.
Nykyään meillä on taipumus nähdä kääpiögalakseja tarttumassa suurempiin galakseihin tai joskus juuttuneen sisälle sen sijaan, että ne olisivat pelkästään tähteiden kokoelmia. Mutta tähtitieteilijät ovat epäilleet, että varhaisen maailmankaikkeuden kääpiöt voisivat kääntää tähdet nopeasti. Ongelmana on, että useimmat kuvat eivät ole riittävän teräviä paljastamaan heikkoja, kaukaisia galakseja, joita meidän on tarkkailtava.
"Epäsimme jo, että kääpiötähtiä räjähtävät galaksit myötävaikuttavat tähtien muodostumisen varhaiseen aaltoon, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme pystyneet mittaamaan niiden todellisen vaikutuksen", sanoi pääkirjailija Hakim Atek École Polytechnique Fédérale de Lausannesta. (EPFL) lehdistötiedotteessa. "Niillä näyttää olevan ollut yllättävän merkittävä rooli aikakaudella, jolloin maailmankaikkeus muodosti suurimman osan tähdestään."
Aikaisemman universumin tähtipurskeiden galaksien aiemmat tutkimukset olivat puolueellisia kohti massiivisia galakseja, jättäen pois valtavan määrän kääpiögalakseja, joita oli tällä aikakaudella. Mutta Hubble's Wide Field Camera 3: n erittäin herkät ominaisuudet ovat nyt antaneet tähtitieteilijöille mahdollisuuden käydä vertaista pienen massan kääpiögalaksegeissa kaukana olevassa maailmankaikkeudessa.
Atek ja hänen kollegansa katselivat 1000 galaksia, noin kolmesta miljardista vuodesta 10 miljardiin vuoteen Ison räjähdyksen jälkeen. He kaivoivat tietojaan etsiessään H-alfaviivaa: syvänpunaista näkyvää spektrivirtaa, joka tapahtuu, kun vetyelektroni putoaa kolmannesta toiseen alimpaan energiatasoonsa.
Tähtien muodostavilla alueilla ympäröivää kaasua ionisoidaan jatkuvasti vasta muodostuneiden tähtien säteilyllä. Kun kaasu on ionisoitunut, ydin ja poistettu elektroni voivat yhdistyä uuden vetyatomin muodostamiseksi elektronin kanssa tyypillisesti korkeamman energian tilassa. Tämä elektroni kaskaduu sitten takaisin perustilaan, prosessi, joka tuottaa H-alfa-emissiota noin puolet ajasta.
Joten H-alfaviiva on tehokas koetin tähtien muodostumiselle ja H-alfaviivan kirkkaus (jota on paljon helpompi havaita kuin heikko, melkein näkymätön jatkumo) on tehokas koetin tähtien muodostumisnopeudesta. Tästä yhdestä rivistä Attek ja hänen kollegansa havaitsivat, että tähdet alkavat kääntyä varhaisissa kääpiöissä on yllättävän korkea.
"Nämä galaksit muodostavat tähtiä niin nopeasti, että ne voisivat tosiasiallisesti kaksinkertaistaa koko tähdemassansa vain 150 miljoonassa vuodessa - tällainen tähtimassan voitto vie tavallisimmat galaksit 1-3 - 3 miljardiin vuoteen", sanoi kirjoittaja Jean-Paul Kneib, myös EPFL.
Tiimi ei vielä tiedä miksi nämä pienet galaksit tuottavat niin suuren määrän tähtiä. Tähtien muodostumisen arvellaan yleensä seuraavan jonkin verran kaoottisia tapahtumia, kuten galaktisia sulautumisia tai supernoovan iskua. Mutta tutkiessaan edelleen näitä kääpiögalaksekseja, tähtitieteilijät toivovat valaisevansa galaktisen evoluution ja auttavan maalaamaan yhdenmukaisen kuvan varhaisen maailmankaikkeuden tapahtumista.
Paperi on julkaistu tänään Astrophysical Journal -lehdessä ja sitä voidaan tarkastella täällä. Uusin Hubblecast (alla) kattaa myös tämän jännittävän tuloksen.
