Массивные галактики в ранней Вселенной образовывали звезды гораздо быстрее, чем сегодня, создавая эквивалент тысячи новых солнц в год. Эта скорость достигла своего пика через 3 миллиарда лет после Большого взрыва, и к 6 миллиардам лет галактики создали большую часть своих звезд.
Новые наблюдения с космического телескопа Хаббла показывают, что даже карликовые галактики - небольшие скопления с малой массой в несколько миллиардов звезд - производили звезды с высокой скоростью, играя большую роль, чем ожидалось в ранней истории Вселенной.
Сегодня мы склонны видеть, что карликовые галактики цепляются за более крупные галактики или иногда поглощаются внутри, а не существуют как сверкающие коллекции только звезд. Но астрономы подозревали, что карлики в ранней Вселенной могли быстро переворачивать звезды. Проблема в том, что большинство изображений недостаточно четкие, чтобы показать слабые, далекие галактики, которые нам нужно наблюдать.
«Мы уже подозревали, что карликовые звездообразные галактики будут способствовать ранней волне звездообразования, но мы впервые смогли измерить эффект, который они на самом деле имели», - сказал ведущий автор Федеральной Политехнической Школы Лозанны Хаким Атек. (EPFL) в пресс-релизе. «Похоже, что они сыграли удивительно важную роль в эпоху, когда Вселенная сформировала большинство своих звезд».
Предыдущие исследования звездных галактик в ранней Вселенной были смещены в сторону массивных галактик, исключая огромное количество карликовых галактик, существовавших в эту эпоху. Но высокочувствительные возможности широкоугольной камеры Хаббла 3 теперь позволяют астрономам смотреть на карликовые галактики малой массы в далекой Вселенной.
Атек и его коллеги посмотрели на 1000 галактик примерно через три миллиарда лет до 10 миллиардов лет после Большого взрыва. Они копали свои данные в поисках линии H-альфа: ярко-красной видимой спектральной линии, которая возникает, когда электрон водорода падает со своего третьего на второй самый низкий энергетический уровень.
В областях звездообразования окружающий газ постоянно ионизируется излучением вновь образованных звезд. Как только газ ионизирован, ядро и удаленный электрон могут рекомбинировать с образованием нового атома водорода с электроном, как правило, в состоянии с более высокой энергией. Этот электрон затем будет каскадно возвращаться в основное состояние, процесс, который производит излучение H-альфа примерно в половину времени.
Таким образом, линия H-альфа является эффективным зондом звездообразования, а яркость линии H-альфа (которую гораздо легче обнаружить, чем слабый, почти невидимый, континуум) является эффективным зондом скорости звездообразования. Из этой единственной строки Аттек и его коллеги обнаружили, что скорость включения звезд у ранних карликов удивительно высока.
«Эти галактики образуют звезды так быстро, что фактически могут удвоить всю их массу звезд всего за 150 миллионов лет - такой рост звездной массы займет у большинства нормальных галактик 1-3 миллиарда лет», - сказал соавтор Жан-Поль. Кнейб, также из EPFL.
Команда еще не знает, почему эти маленькие галактики производят такое огромное количество звезд. В общем, вспышки звездообразования, как полагают, следуют за какими-то хаотическими событиями, такими как галактические слияния или удар сверхновой. Но продолжая изучать эти карликовые галактики, астрономы надеются пролить свет на эволюцию галактик и помочь составить непротиворечивую картину событий в ранней Вселенной.
Эта статья была опубликована сегодня в Astrophysical Journal и может быть просмотрена здесь. Последний Hubblecast (ниже) также охватывает этот захватывающий результат.
