Naukowcy używający Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA zmierzyli wiek prawdopodobnie najmłodszej galaktyki, jaką kiedykolwiek widziano we wszechświecie. Według standardów kosmologicznych jest to zwykły maluch pozornie nie na miejscu wśród otaczających go galaktyk. Nazywany I Zwicky 18, może mieć nawet 500 milionów lat (tak niedawna epoka, że złożone życie zaczęło już pojawiać się na Ziemi). Natomiast nasza galaktyka Drogi Mlecznej jest ponad 20 razy starsza lub ma około 12 miliardów lat, czyli typowy wiek galaktyk we wszechświecie. Ta galaktyka „późnego życia” oferuje rzadkie spojrzenie na to, jak wyglądają pierwsze małe galaktyki we wczesnym wszechświecie.
Galaktyka jest członkiem katalogu 30 000 pobliskich galaktyk, które szwajcarski astronom Fred Zwicky zgromadził w latach 30. XX wieku, fotografując całe północne niebo. Chociaż astronomowie od dawna podejrzewali, że ta galaktyka była młodsza, ze względu na jej pierwotny skład chemiczny, wyjątkowa wrażliwość Hubble'a pozwoliła astronomom na rzetelny spis całej populacji gwiazd w galaktyce. To pozwoliło im niezawodnie zidentyfikować najstarsze gwiazdy zamieszkujące galaktykę, tym samym ustalając górną granicę wieku galaktyki.
Galaktyce młodej udało się pozostać w stanie embrionalnym jako zimna chmura gazu pierwotnego wodoru i helu przez większą część czasu ewolucji wszechświata. Gdy niezliczone galaktyki rozkwitały w całej przestrzeni kosmicznej, ten późno-kwitnący zaczął formować się gwiazdy dopiero około 13 miliardów lat po Wielkim Wybuchu i przeszedł nagły pierwszy wybuch gwiazdy około 500 milionów lat temu.
Znajduje się tylko 45 milionów lat świetlnych stąd? znacznie bliżej niż inne młode galaktyki w prawie 14 miliardach lat świetlnych wszechświata? I Zwicky 18 może być jedyną szansą dla astronomów na szczegółowe zbadanie bloków konstrukcyjnych, z których powstają galaktyki. Pozostaje zagadką, dlaczego gaz w galaktyce karłowatej, w przeciwieństwie do innych galaktyk, trwał tak długo? prawie wiek wszechświata? zapaść się pod wpływem grawitacji, tworząc pierwsze gwiazdy.
„I Zwicky 18 to prawdziwa młoda galaktyka” - powiedział Trinh Thuan, profesor astronomii na Uniwersytecie Wirginii, który jest współautorem badania z Jurij Izotowem z Obserwatorium w Kijowie. „Jest to niezwykłe, ponieważ można by oczekiwać, że młode galaktyki formują się dopiero około pierwszego miliarda lat po Wielkim Wybuchu, a nie jakieś 13 miliardów lat później. A młode galaktyki miały być bardzo odległe, na skraju obserwowalnego wszechświata, ale nie we wszechświecie lokalnym - powiedział Izotov.
Odkrycie, zgłoszone w czasopiśmie Astrophysical Journal z 1 grudnia, zapewnia nowy wgląd w to, jak powstały galaktyki. Galaktyka I Zwicky 18 daje wgląd w to, jak mogła wyglądać wczesna Droga Mleczna 13 miliardów lat temu. Kolejny zestaw obserwacji Hubble'a przeprowadzonych przez inny zespół daje Galaktyce nieco starszy wiek, wynoszący 1 miliard lat, nadal zachowując ją jako noworodka porównawczego. Goran Ostlin ze Obserwatorium Sztokholmskiego i Mustapha Mouhcine z University of Nottingham, wykorzystali kamerę bliskiej podczerwieni Hubble'a i spektrometr wielu obiektów, aby znaleźć populację chłodnych czerwonych gwiazd, które są nieco starsze niż gwiazdy widoczne w Advanced Camera for Surveys Camera. Wyniki zostaną opublikowane w Astronomy & Astrophysics.
Aby udowodnić, że I Zwicky 18 jest nową galaktyką, Thuan i Izotov musieli wykazać, że była pozbawiona gwiazd z pierwszych kilku miliardów lat po Wielkim Wybuchu, okresie, w którym uformowała się duża część gwiazd we wszechświecie. Chociaż astronomowie podejrzewali, że galaktyka jest wyjątkowo młoda, musieli poczekać, aż Hubble zapewni wymaganą czułość, aby wykryć, czy w galaktyce karłowatej istnieją starsze gwiazdy, słabe czerwone olbrzymy. Zaawansowana kamera do badań ankietowych Hubble'a wymagała bardzo długiego naświetlania, wymagając 25 orbit teleskopu, aby wyszukać najsłabsze gwiazdy w galaktyce. Obecność starych gwiazd w galaktyce wskazywałaby, że sama galaktyka była stara, podobnie jak wszystkie inne znane galaktyki we wszechświecie.
Uważa się, że duże galaktyki, takie jak Droga Mleczna, rosną hierarchicznie, a mniejsze galaktyki łączą się w większe galaktyki, podobnie jak dopływy łączą się w duże rzeki. I Zwicky 18 jest prototypem tej wczesnej populacji małych galaktyk karłowatych. „Te budulcowe galaktyki karłowate są zbyt słabe i zbyt małe, aby badać je bez najbardziej wrażliwych instrumentów nawet we wszechświecie lokalnym, nie mówiąc już o dalekich kosmosach”, powiedział Thuan.
Dalszym dowodem na młodość I Zwicky 18 jest fakt, że jego gaz międzygwiezdny jest „prawie nieskazitelny”, powiedział Thuan, i składa się głównie z wodoru i helu, głównych dwóch pierwiastków lekkich powstałych w Wielkim Wybuchu, w ciągu pierwszych trzech minut istnienie wszechświata. Galaktyka karłowata zawiera jedynie zraszanie innych cięższych pierwiastków, takich jak węgiel, azot lub tlen, które powstają później w miarę rozwoju gwiazd. Niemal brak takich ciężkich pierwiastków sugeruje, że znaczna część pierwotnego gazu w galaktyce karłowatej nie zdołała utworzyć gwiazd, które następnie wytwarzają ciężkie pierwiastki.
Oryginalne źródło: Hubble News Release
