Οι μαζικοί γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν δημιούργησαν αστέρια με πολύ πιο γρήγορο κλιπ από ό, τι σήμερα - δημιουργώντας το ισοδύναμο με χίλιους νέους ήλιους το χρόνο. Αυτό το ποσοστό έφτασε στο αποκορύφωμά του 3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, και κατά 6 δισεκατομμύρια χρόνια, οι γαλαξίες είχαν δημιουργήσει τα περισσότερα αστέρια τους.
Νέες παρατηρήσεις από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble δείχνουν ότι ακόμη και οι νάνοι γαλαξίες - οι μικρές συστάδες χαμηλής μάζας αρκετών δισεκατομμυρίων αστεριών - παρήγαγαν αστέρια με ταχύ ρυθμό, παίζοντας μεγαλύτερο ρόλο από τον αναμενόμενο στην πρώιμη ιστορία του Σύμπαντος.
Σήμερα, έχουμε την τάση να βλέπουμε τους νάνους γαλαξίες να προσκολλώνται σε μεγαλύτερους γαλαξίες, ή μερικές φορές να κατακλύζονται μέσα, αντί να υπάρχουν ως εκπληκτικές συλλογές αστεριών. Όμως, οι αστρονόμοι υποψιάστηκαν ότι οι νάνοι στο πρώιμο Σύμπαν μπορούσαν να ανατρέψουν τα αστέρια γρήγορα. Το πρόβλημα είναι ότι οι περισσότερες εικόνες δεν είναι αρκετά ευκρινείς για να αποκαλύψουν τους αμυδρούς, μακρινούς γαλαξίες που πρέπει να παρατηρήσουμε.
«Υποψιάστηκαμε ήδη ότι οι γαλαξίες των νάνων θα συνέβαλαν στο πρώιμο κύμα σχηματισμού άστρων, αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που καταφέραμε να μετρήσουμε το αποτέλεσμα που είχαν στην πραγματικότητα», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Hakim Atek της École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) σε δελτίο τύπου. «Φαίνεται ότι είχαν έναν εκπληκτικά σημαντικό ρόλο να παίξει κατά την εποχή όπου το Σύμπαν διαμόρφωσε τα περισσότερα αστέρια του».
Προηγούμενες μελέτες για τους γαλαξίες των αστρικών εκρήξεων στα πρώτα σύμπαν ήταν προκατειλημμένες προς τους μαζικούς γαλαξίες, αφήνοντας τον τεράστιο αριθμό γαλαξιών νάνων που υπήρχαν σε αυτήν την εποχή. Ωστόσο, οι εξαιρετικά ευαίσθητες δυνατότητες του Hubble's Wide Field Camera 3 επέτρεψαν στους αστρονόμους να κοιτάξουν τους γαλαξίες νάνων χαμηλής μάζας στο μακρινό Σύμπαν.
Ο Atek και οι συνεργάτες του εξέτασαν 1000 γαλαξίες από περίπου τρία δισεκατομμύρια χρόνια έως 10 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Έσκαψαν τα δεδομένα τους, αναζητώντας τη γραμμή H-άλφα: μια βαθιά κόκκινη ορατή φασματική γραμμή, η οποία εμφανίζεται όταν ένα ηλεκτρόνιο υδρογόνου πέφτει από το τρίτο στο δεύτερο χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας.
Σε περιοχές σχηματισμού αστεριών, το περιβάλλον αέριο ιονίζεται συνεχώς με ακτινοβολία από τα νεοσυσταθέντα άστρα. Μόλις ιονιστεί το αέριο, ο πυρήνας και το αφαιρούμενο ηλεκτρόνιο μπορούν να ανασυνδυαστούν για να σχηματίσουν ένα νέο άτομο υδρογόνου με το ηλεκτρόνιο τυπικά σε κατάσταση υψηλότερης ενέργειας. Αυτό το ηλεκτρόνιο θα πέσει στη συνέχεια στην κατάσταση του εδάφους, μια διαδικασία που παράγει εκπομπές Η-άλφα περίπου στο μισό χρόνο.
Έτσι, η γραμμή Η-άλφα είναι ένας αποτελεσματικός ανιχνευτής σχηματισμού αστεριών και η φωτεινότητα της γραμμής Η-άλφα (η οποία είναι πολύ πιο εύκολο να εντοπιστεί από ότι η εξασθενημένη, σχεδόν αόρατη, συνέχεια) είναι ένας αποτελεσματικός ανιχνευτής του ρυθμού σχηματισμού άστρων. Από αυτήν την ενιαία γραμμή, ο Attek και οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι ο ρυθμός με τον οποίο τα αστέρια ανάβουν στους πρώτους νάνους είναι εκπληκτικά υψηλός.
«Αυτοί οι γαλαξίες σχηματίζουν αστέρια τόσο γρήγορα που θα μπορούσαν να διπλασιάσουν ολόκληρη τη μάζα των αστεριών τους μόνο σε 150 εκατομμύρια χρόνια - αυτό το κέρδος στην αστρική μάζα θα απαιτούσε τους πιο φυσιολογικούς γαλαξίες 1-3 δισεκατομμύρια χρόνια», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Jean-Paul Kneib, επίσης EPFL.
Η ομάδα δεν ξέρει ακόμα γιατί αυτοί οι μικροί γαλαξίες παράγουν τόσο μεγάλο αριθμό αστεριών. Γενικά, οι εκρήξεις σχηματισμού αστεριών πιστεύεται ότι ακολουθούν κάπως χαοτικά γεγονότα όπως γαλαξιακές συγχωνεύσεις ή το σοκ ενός σουπερνόβα. Αλλά συνεχίζοντας να μελετούν αυτούς τους νάνους γαλαξίες, οι αστρονόμοι ελπίζουν να ρίξουν φως στη γαλαξιακή εξέλιξη και να βοηθήσουν στη ζωγραφική μιας συνεπούς εικόνας των γεγονότων στο πρώιμο Σύμπαν.
Το άρθρο δημοσιεύθηκε σήμερα στο Astrophysical Journal και μπορεί να προβληθεί εδώ. Το τελευταίο Hubblecast (παρακάτω) καλύπτει επίσης αυτό το συναρπαστικό αποτέλεσμα.
