Najstarejše galaksije v vesolju plavajo samo zunaj Rimske ceste

Zelo dolgo je lahko živeti zraven nekoga, ne da bi se veliko naučili o njih, toda včasih se lahko naši sosedi izkažejo za veliko bolj zanimive, kot smo domnevali, še posebej, če so naši galaktično sosedi. Lahko se izkaže, da imajo veliko zgodb za povedati - ali da so najstarejše galaksije v čudnem vesolju. In hej, ne bi vedel, da se je to točno zgodilo, ko je mednarodna ekipa astronomov podrobneje pogledala šibke galaksije, ki obkrožajo našo galaksijo, Rimsko cesto.

V članku, objavljenem v četrtek Astrofizični dnevnik, astronomi iz Centra za astrofiziko Harvard-Smithsonian in Inštituta za računalniško kozmologijo na Univerzi Durham v Združenem kraljestvu dokazujejo, da so pritlične galaksije, ki obdajajo naše, nekatere od najstarejših v vesolju. Te majhne, ​​dimne galaksije so potencialno stare več kot 13 milijard let in so nastale na koncu tako imenovanih zgodnjih »temnih vek« vesolja, ko se je stvar ohladila približno 100 milijonov let po Velikem poku.

Toda to sploh ni bilo tisto, kar so iskali.

"Bilo je nekaj naključnega odkritja na nekem nivoju, ker smo začeli projekt v upanju, da bomo dejansko naredili nekaj drugega, kar je v osnovi štelo število majhnih galaksij okoli galaksij, podobnih Milky Wayu," Sownak Bose, dr. podoktorski sodelavec na Harvard-Smithsonian Centru za astrofiziko in prvi avtor študije Inverse. "To je bila preprosta vaja za štetje."

Bose in njegovi sodelavci so preučevali »funkcijo svetilnosti« teh pritlikavih galaksij, merilo, ki opisuje porazdelitev svetlosti v skupini predmetov - koliko galaksij je določene svetlobe - z modelom Lambda Cold Dark Matter, standardom model kozmologije. Preprosto povedano, funkcija svetlosti je način opisovanja galaksij ali drugih zvezdnih kopic, ki je veliko lažje kot opisovanje vsake posamezne zvezde v masi. Ko so risali svetlobno funkcijo naših šibkih galaktičnih sosedov, so Bose in njegovi sodelavci ugotovili, da so galaksije precej sledile gladki krivulji, v kateri je bilo bolj tihih in manj svetlih.

Ključna fraza pa je »precej«.

»Pravzaprav je bila ravna črta z nekaj pregiba, neke vrste dolina,« pravi Bose. »Torej smo po nekaj poskusih spoznali, kaj ustreza tej značilnosti je lestvica, kjer galaksije prehajajo iz tistih, ki so nastale zelo zgodaj, proti koncu tako imenovanih zgodnjih temnih obdobij, in tistih, ki so nastale precej kasneje.« Besede so spoznale, da je ta padec v porazdelitvi svetlih in dimnih galaksij delil starejše galaksije od mlajših galaksij, trenda, ki se prilega modelu LCDM, ki jim je povedal, da so na nekaj.

"Presenetljivo je bilo, kako dobro se naši modeli strinjajo s podatki!" Alis Deason, doktorat, univerzitetni raziskovalec na Royal Society v ICC in eden od soavtorjev študije, pove Inverse. Seveda pa ugotavlja, da so morali zagotoviti, da imajo prav. »Naša prva reakcija je bila previden optimizem in veliko testiranja!«

Po nadaljnji analizi so raziskovalci ugotovili, da morajo biti manjše, manjše galaksije oblikovane veliko dlje kot novejše. Glede na to, da zvezde v galaksijah proizvedejo veliko atomskih odpadkov in onesnaženja, ko umrejo v supernoveh, če so zvezde prenehale tvoriti že zelo dolgo nazaj, bi morale njihove domače galaksije imeti manj junk od supernov v njih, zaradi česar so bolj zatemnjene kot galaksije, ki so nastale pred kratkim imela več materiala, ki bi ga lahko potegnili iz drugih galaksij in supernov.

»Ugotavljamo, da so stare galaksije manj masivne v številu zvezd,« pravi Bose. "To vam daje to sliko, v kateri majhne galaksije tvorijo prve in večje oblike, ki so mnogo kasneje povezane z združevanjem mnogih majhnih stvari."

Bose in Deason sta pozorna, da nista odkrijte te starodavne galaksije, vendar so jih preprosto opredelili kot nekaj najstarejšega v vesolju. Kljub temu je to velika težava, ker ta neposredna opazovanja potrjujejo, da je model LCDM vesolja verjetno pravilen, kar pomeni, da bi lahko bila funkcija svetlosti razumno zanesljiv način za prikaz starosti galaksije.

Zdaj, ko so odkrili te stare galaksije, jih lahko raziskovalci poglobijo, da bi spoznali pogoje zgodnjega vesolja.

"Radi bi raziskali, kako lahko uporabimo te drobne palčaste galaksije, da bi izvedeli več o zgodnjem vesolju," pravi Deason. "Na primer, kaj nam lahko povejo njihove lastnosti (npr. Velikosti, kemijska sestava) o teh kritičnih zgodnjih fazah nastajanja galaksij?"