Они там; крошечные, чрезвычайно слабые и невероятно древние карликовые галактики с таким небольшим количеством звезд, что ученые называют их «призрачными галактиками». Космический телескоп Хаббла НАСА сделал снимки трех из этих галактик с малой плотью в надежде разгадать загадку 13 миллиардов лет.
Астрономы считают, что эти крошечные, похожие на привидения галактики, обнаруженные рядом с галактикой Млечный путь, являются одними из самых старых, крошечных и самых нетронутых галактик во Вселенной. Взгляды Хаббла показывают, что у их звезд одна и та же дата рождения. Все галактики начали формировать звезды более 13 миллиардов лет назад, но затем внезапно прекратились в течение одного миллиарда лет после рождения Вселенной.
«Все эти галактики древние и одного возраста, так что вы знаете, что что-то упало, как гильотина, и одновременно отключило звездообразование в этих галактиках», - сказал Том Браун из Научного института космического телескопа в Балтиморе. М.Д., руководитель исследования. «Наиболее вероятное объяснение - реионизация».
Реионизация Вселенной началась в первый миллиард лет после Большого взрыва. За это время излучение первых звезд выбило электроны из атомов водорода, ионизуя газообразный водород. Этот процесс также позволил газообразному водороду стать прозрачным для ультрафиолетового света. Этот же процесс мог также раздавить звездообразование в карликовых галактиках, подобных тем, что были в исследовании Брауна. Эти галактики - крошечные кузены галактик, создающих звезды, около Млечного Пути. И из-за их небольшого размера, всего 2000 световых лет, они были недостаточно массивными, чтобы оградить себя от резкого ультрафиолетового света ранней Вселенной, который лишил их скудного запаса газообразного водорода, что не позволило им создать новые звезды.
Астрономы предложили много причин отсутствия звезд в этих галактиках в дополнение к теории отношений. Некоторые ученые полагали, что внутренние события, такие как сверхновые, взорвали газ, необходимый для создания новых звезд. Другие предположили, что галактики просто исчерпали запас водорода, необходимый для образования звезд.
Браун измерил возраст звезд, глядя на их яркость и цвета. Звездные поселения в этих ископаемых галактиках колеблются от нескольких сотен до нескольких тысяч звезд; некоторые похожие на солнце, некоторые красные карлики и некоторые красные звезды больше нашего Солнца. Когда доказательство показало, что звезды действительно были древними, Браун заручился помощью Продвинутой камеры Хаббла для исследований, чтобы проникнуть глубоко в шесть галактик, чтобы определить, когда они родились. Пока команда закончила анализировать данные за три; Геркулес, Лев IV и Большая Медведица. Галактики лежат между 330 000 световых лет и 490 000 световых лет. Для сравнения, Браун сравнил звезды галактик с найденными в M92, шаровом скоплении 13 миллиардов лет, расположенном примерно в 26 000 световых лет от Земли. Он обнаружил, что они одного возраста.
«Это окаменелости самых ранних галактик во вселенной», - сказал Браун. «Они не изменились за миллиарды лет. Эти галактики отличаются от большинства соседних галактик, которые имеют долгую историю звездообразования ».
Открытие Брауна может помочь объяснить так называемую «проблему пропавшего спутника». Астрономы наблюдали всего несколько десятков карликовых галактик вокруг Млечного Пути, в то время как компьютерное моделирование предсказывает, что тысячи должны существовать. Но, возможно, они существуют. Опрос Слоана обнаружил более десятка крошечных звездных голодных галактик в окрестностях Млечного Пути при сканировании только части неба. Астрономы полагают, что еще десятки ультра слабых галактик могут остаться незамеченными, поскольку существует вероятность того, что тысячи даже более мелких карликов практически не содержат звезд.
Крошечные галактики могут быть лишены звезд, но у них все еще есть изобилие темной материи, основы, на которой строятся галактики. Нормальные карликовые галактики около Галактики Млечный Путь содержат в десять раз больше темной материи, чем обычная видимая материя. Браун объясняет, что эти крошечные галактики в настоящее время являются островами в основном темной материи, невиданными в течение миллиардов лет, пока астрономы не начали находить их в обзоре Слоана.
Результаты Брауна появляются в выпуске Astrophysical Journal Letters от 1 июля.
Подпись к изображению 1: Эти снимки Хаббла показывают тусклую звездную голодную галактику Льва IV. Изображение слева показывает часть галактики, обведенную белой прямоугольной рамкой. Коробка имеет ширину 83 световых года и длину 163 световых года. Несколько звезд во Льве IV теряются среди соседних звезд и далеких галактик. На среднем изображении показан фоновый вид галактик внутри рамки. Изображение справа показывает только звезды во Льве IV. Галактика, которая содержит несколько тысяч звезд, состоит из похожих на солнце звезд, более тусклых звезд красного карлика и некоторых звезд красного гиганта, ярче солнца. Предоставлено: НАСА, ЕКА и Т. Браун (STScI).
Подпись к изображению 2: Эти компьютерные симуляции показывают рой комков темной материи вокруг нашей галактики Млечный Путь. Некоторые из концентраций темной материи достаточно массивны, чтобы вызвать образование звезд. Тысячи скоплений темной материи сосуществуют с нашей галактикой Млечный Путь, показанной в центре верхней панели. Зеленые пятна на средней панели - это те куски темной материи, которые достаточно массивны, чтобы получать газ из межгалактической среды и запускать непрерывное звездообразование, создавая в конечном итоге карликовые галактики. На нижней панели красные капли - это очень слабые карликовые галактики, которые давно перестали образовывать звезды. Браун и Дж. Тумлинсон (STScI)
