En liten galax som kretsar om Vintergatan kan vara en fossil kvar från det tidiga universum.
Stjärnorna i galaxen, känd som Segue 1, är praktiskt taget rena med färre tunga element än de i någon annan känd galax. Så få stjärnor (ungefär 1 000 jämfört med Vintergatan 100 miljarder) med så små mängder tunga element antyder att dvärggalaxen kan ha slutat utvecklas för nästan 13 miljarder år sedan.
Om det är sant, skulle Segue 1 kunna erbjuda ett fönster in i det tidiga universum och avslöja nya evolutionära vägar bland galaxer i det tidiga universum.
Endast väte, helium och ett litet spår av litium kom från Big Bang för nästan 13,8 miljarder år sedan, vilket lämnade ett ungt universum som var praktiskt taget rent. Med tiden producerade och spridde cykeln med stjärnfödelse och död tyngre element (ofta kallad ”metaller” i astronomiska cirklar) och planterade frön som behövs för steniga planeter och intelligent liv.
Ju äldre en stjärna är, desto mindre förorenad var den vid födseln, och desto färre metaller snörde stjärnans yta idag. Därför ger de element som detekteras i en stjärnspektrum en nyckel till att förstå generationerna av stjärnor, som föregick stjärnans födelse.
Solen är till exempel metallrik, med ungefär 1,4% av sin massa bestående av element som är tyngre än väte och helium. Det bildades för bara 4,6 miljarder år sedan - två tredjedelar av vägen från Big Bang till nu - och spratt från flera generationer av tidigare stjärnor.
Men tre stjärnor som är synliga i segment 1 har ett järnöverskott som är ungefär 3 000 gånger mindre än solens järn. Eller för att använda rätt jargong har dessa tre stjärnor metalliciteter under [Fe / H] = -3,5.
Forskare under ledning av Anna Frebel från Massachusetts Institute of Technology rapporterar att Segue 1 "kan vara en överlevande första galax som upplevde bara en skur av stjärnbildning" i Astrophysical Journal.
Inte bara antyder de låga kemiska överflödet att denna galax består av extremt gamla stjärnor, utan de ger frestande tips om vilka typer av supernovaexplosioner som hjälpte till att skapa dessa stjärnor. När stjärnor med hög massa exploderar sprider de en blandning av element; Men när stjärnor med låg massa exploderar sprider de nästan uteslutande järn.
Bristen på järn antyder att stjärnorna i Segue 1 är produkter från högmassastjärnor, som exploderar mycket snabbare än stjärnor med låg massa. Det verkar som att Segue 1 genomgick en snabb skur av stjärnbildningen strax efter galaxbildningen i det tidiga universum.
Dessutom visar sex observerade stjärnor några av de lägsta nivåerna av neutronfangande element som någonsin hittats, med ungefär 16 000 färre element än de som har sett i solen. Dessa element skapas i stjärnor när en atomkärna tar en extra neutron. Så en låg nivå indikerar brist på upprepad stjärnbildning.
Segue 1 brann snabbt genom sin första generation av stjärnor. Men efter att den unga galaxen producerade en andra generation av stjärnor stängde den helt av stjärnbildningen, vilket återstod en relik från det tidiga universum.
Resultaten här antyder att det kan finnas en större mångfald av evolutionära vägar bland galaxer i det tidiga universum än vad man tidigare hade trott.
Men innan vi kan göra några svepande påståenden "måste vi verkligen hitta fler av dessa system", sade Frebel i ett pressmeddelande. Alternativt, "om vi aldrig hittar en annan, skulle det säga oss hur sällsynt det är att galaxer misslyckas i deras utveckling. Vi vet bara inte i detta skede eftersom det är det första i sitt slag. ”
Artikeln kommer att publiceras i Astrophysical Journal och är tillgänglig för nedladdning här.
