Είναι εκεί έξω. μικροσκοπικοί, εξαιρετικά εξασθενημένοι και απίστευτα αρχαίοι γαλαξίες νάνων με τόσο λίγα αστέρια που οι επιστήμονες τους αποκαλούν «γαλαξίες-φάντασμα». Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA κατέλαβε εικόνες τριών από αυτούς τους γαλαξίες μικρών τηγανητών με την ελπίδα να ξεκαθαρίσει ένα μυστήριο 13 δισεκατομμύρια χρόνια στην παραγωγή.
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτοί οι μικροσκοπικοί γαλαξίες που μοιάζουν με φάντασμα που εντοπίζονται κατά μήκος του Γαλαξία μας είναι από τους παλαιότερους, πιο μικρούς και πιο παρθένους γαλαξίες στο Σύμπαν. Οι απόψεις του Χαμπλ αποκαλύπτουν ότι τα αστέρια τους έχουν την ίδια ημερομηνία γέννησης. Όλοι οι γαλαξίες άρχισαν να σχηματίζουν αστέρια πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά στη συνέχεια σταμάτησαν απότομα μέσα σε μόλις ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη γέννηση του Σύμπαντος.
«Αυτοί οι γαλαξίες είναι όλοι αρχαίοι και είναι όλοι την ίδια εποχή, οπότε ξέρεις ότι κάτι κατέρρευσε σαν μια γκιλοτίνα και απενεργοποίησε τον σχηματισμό αστεριών ταυτόχρονα σε αυτούς τους γαλαξίες», δήλωσε ο Τομ Μπράουν του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη , Md., Ο ηγέτης της μελέτης. «Η πιο πιθανή εξήγηση είναι η επανένωση.»
Η επανασύνδεση του Σύμπαντος ξεκίνησε τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η ακτινοβολία από τα πρώτα αστέρια έριξε ηλεκτρόνια από άτομα υδρογόνου, ιονίζοντας το αέριο υδρογόνο. Αυτή η διαδικασία επέτρεψε επίσης στο αέριο υδρογόνο να γίνει διαφανές στο υπεριώδες φως. Αυτή η ίδια διαδικασία μπορεί επίσης να έχει συμπιέσει τα αστέρια στους νάνους γαλαξίες, όπως εκείνοι στη μελέτη του Μπράουν. Αυτοί οι γαλαξίες είναι μικροί ξάδελφοι γαλαξιών νάνων που δημιουργούν αστέρια κοντά στον Γαλαξία μας. Και λόγω του μικρού τους μεγέθους, μόλις 2.000 έτη φωτός, δεν ήταν αρκετά τεράστια για να προστατευθούν από το σκληρό υπεριώδες φως του πρώιμου Σύμπαντος που αφαίρεσε την πενιχρή παροχή αερίου υδρογόνου, αφήνοντάς τους ανίκανα να δημιουργήσουν νέα αστέρια.
Οι αστρονόμοι πρότειναν πολλούς λόγους για την έλλειψη αστεριών σε αυτούς τους γαλαξίες εκτός από τη θεωρία του ιονισμού. Μερικοί επιστήμονες πίστευαν ότι εσωτερικά γεγονότα όπως οι σουπερνόβες έριξαν το αέριο που απαιτείται για τη δημιουργία νέων αστεριών. Άλλοι πρότειναν ότι οι γαλαξίες απλώς εξαντλούν την παροχή αερίου υδρογόνου που απαιτείται για την παραγωγή αστεριών.
Ο Μπράουν μέτρησε τις ηλικίες των αστεριών κοιτάζοντας τη φωτεινότητα και τα χρώματα τους. Οι αστρικοί πληθυσμοί σε αυτούς τους ορυκτούς γαλαξίες κυμαίνονται από μερικές εκατοντάδες έως μερικές χιλιάδες αστέρια. μερικοί σαν τον ήλιο, μερικοί κόκκινοι νάνοι και μερικά κόκκινα αστέρια μεγαλύτερα από τον Ήλιο μας. Όταν τα στοιχεία έδειξαν ότι τα αστέρια ήταν πράγματι αρχαία, ο Μπράουν προσέλκυσε τη βοήθεια της Προηγμένης Κάμερας του Χαμπλ για Έρευνες για να σκάσει βαθιά μέσα σε έξι γαλαξίες για να προσδιορίσει πότε γεννήθηκαν. Μέχρι στιγμής, η ομάδα έχει ολοκληρώσει την ανάλυση δεδομένων για τρεις. Hercules, Leo IV και Ursa Major. Οι γαλαξίες κυμαίνονται από 330.000 έτη φωτός έως 490.000 έτη φωτός. Συγκριτικά, ο Μπράουν συνέκρινε τα αστέρια των γαλαξιών με εκείνα που βρέθηκαν στο M92, ένα σφαιρικό σύμπλεγμα 13 δισεκατομμυρίων ετών που βρίσκεται περίπου 26.000 έτη φωτός από τη Γη. Βρήκε ότι είναι παρόμοιας ηλικίας.
«Αυτά είναι τα απολιθώματα των πρώτων γαλαξιών στο σύμπαν», είπε ο Μπράουν. «Δεν έχουν αλλάξει σε δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτοί οι γαλαξίες είναι σε αντίθεση με τους περισσότερους κοντινούς γαλαξίες, οι οποίοι έχουν μακρές ιστορίες σχηματισμού αστεριών. "
Η ανακάλυψη του Μπράουν θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγήσει το λεγόμενο «πρόβλημα δορυφόρου που λείπει». Οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει μόνο μερικές δωδεκάδες γαλαξίες νάνων γύρω από τον Γαλαξία, ενώ οι προσομοιώσεις υπολογιστών προβλέπουν ότι θα πρέπει να υπάρχουν χιλιάδες. Αλλά ίσως υπάρχουν. Η έρευνα Sloan βρήκε περισσότερους από δώδεκα μικροσκοπικούς γαλαξίες με αστερία στη γειτονιά του Γαλαξία, ενώ σαρώνει μόνο ένα μέρος του ουρανού. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι δεκάδες περισσότεροι εξαιρετικά εξασθενημένοι γαλαξίες μπορεί να κρυφτούν χωρίς να εντοπιστούν με τη δυνατότητα χιλιάδων ακόμη μικρότερων νάνων που δεν περιέχουν σχεδόν αστέρια.
Οι μικροί γαλαξίες μπορεί να στερούνται αστεριών, αλλά εξακολουθούν να έχουν αφθονία σκοτεινής ύλης, το πλαίσιο πάνω στο οποίο χτίζονται οι γαλαξίες. Οι φυσιολογικοί γαλαξίες νάνων κοντά στον Γαλαξία Γαλαξία περιέχουν δέκα φορές πιο σκοτεινή ύλη από τη συνηθισμένη ορατή ύλη. Ο Μπράουν εξηγεί ότι αυτοί οι μικροσκοπικοί γαλαξίες είναι τώρα νησιά της κυρίως σκοτεινής ύλης, αόρατα για δισεκατομμύρια χρόνια έως ότου οι αστρονόμοι άρχισαν να τα βρίσκουν στην έρευνα Sloan.
Τα αποτελέσματα του Brown εμφανίζονται στο τεύχος της Astrophysical Journal Letters την 1η Ιουλίου.
Λεζάντα εικόνας 1: Αυτές οι εικόνες του Χαμπλ δείχνουν τον αμυδρό γαλαξία νάνος Leo IV. Η εικόνα στα αριστερά δείχνει ένα μέρος του γαλαξία, που περιγράφεται από το λευκό ορθογώνιο κουτί. Το κουτί έχει πλάτος 83 έτη φωτός και μήκος 163 έτη φωτός. Τα λίγα αστέρια του Λέοντα IV χάνονται ανάμεσα σε γειτονικά αστέρια και μακρινούς γαλαξίες. Στη μεσαία εικόνα εμφανίζεται μια κοντινή προβολή των γαλαξιών φόντου μέσα στο κουτί. Η εικόνα στα δεξιά δείχνει μόνο τα αστέρια του Λέοντα IV. Ο γαλαξίας, ο οποίος περιέχει αρκετές χιλιάδες αστέρια, αποτελείται από αστέρια που μοιάζουν με ήλιο, αμυδρότερα, κόκκινα αστέρια νάνων, και μερικά κόκκινα γιγαντιαία αστέρια φωτεινότερα από τον ήλιο. Πίστωση: NASA, ESA και T. Brown (STScI)
Λεζάντα εικόνας 2: Αυτές οι προσομοιώσεις υπολογιστών δείχνουν ένα σμήνος από σκοτεινές ύλες γύρω από τον Γαλαξία μας. Μερικές από τις συγκεντρώσεις της σκοτεινής ύλης είναι αρκετά μαζικές για να προκαλέσουν σχηματισμό αστεριών. Χιλιάδες συσσωματώματα σκοτεινής ύλης συνυπάρχουν με τον γαλαξία μας στον Γαλαξία μας, που εμφανίζεται στο κέντρο του επάνω πίνακα. Οι πράσινες σταγόνες στο μεσαίο πλαίσιο είναι αυτά τα κομμάτια σκοτεινής ύλης αρκετά μεγάλα για να πάρουν αέριο από το διαγαλαξιακό μέσο και να προκαλέσουν τον συνεχή σχηματισμό αστεριών, δημιουργώντας τελικά νάνους γαλαξίες. Στο κάτω πλαίσιο, οι κόκκινες σταγόνες είναι εξαιρετικά αμυδροί νάνοι γαλαξίες που σταμάτησαν να σχηματίζουν αστέρια εδώ και πολύ καιρό. Brown και J. Tumlinson (STScI)
