Forskare som använder NASA: s Hubble Space Telescope har mätt åldern på vad som kan vara den yngsta galaxen som någonsin har sett i universum. Enligt kosmologiska standarder är det enbart ett litet barn som till synes är på sin plats bland de vuxna galaxerna runt den. Kallas jag Zwicky 18, den kan vara så ung som 500 miljoner år gammal (så nyligen en epok att komplexa liv redan börjat dyka upp på jorden). Våra Vintergalaxen är däremot över 20 gånger äldre, eller cirka 12 miljarder år gammal, den typiska galaxernas ålder över hela universum. Denna "sena liv" galax erbjuder ett sällsynt inblick i hur de första minskande galaxerna i det tidiga universumet ser ut.
Galaxen är medlem i en katalog med 30 000 närliggande galaxer som den schweiziska astronomen Fred Zwicky samlade på 1930-talet genom att fotografera hela den norra himlen. Även om astronomer länge har misstänkt att denna galax var en ung, på grund av dess primordiala kemiska smink, tillät Hubbles utsökta känslighet astronomer att göra en pålitlig folkräkning av den totala stjärnpopulationen i galaxen. Detta tillät dem att på ett tillförlitligt sätt identifiera de äldsta stjärnorna som bor i galaxen och därmed sätta en övre gräns för galaxens ålder.
Babygalaxen lyckades förbli i ett embryonalt tillstånd som ett kallt gasmoln av urväte och helium under större delen av universumets utveckling. Då otaliga galaxer blomstrade över hela rymden, började denna senblommare inte aktiva stjärnbildningar förrän cirka 13 miljarder år efter Big Bang och genomgick ett plötsligt första starburst för bara 500 miljoner år sedan.
Ligger bara 45 miljoner ljusår bort? mycket närmare än andra unga galaxer i universumets nästan 14 miljarder ljusår? I Zwicky 18 kan vara den enda möjligheten för astronomer att studera i detalj de byggstenar som galaxer bildas från. Det återstår ett pussel varför gasen i dvärggalaxen, till skillnad från den i andra galaxer, tog så lång tid? nästan universums ålder? att kollapsa under påverkan av tyngdkraften för att bilda sina första stjärnor.
"I Zwicky 18 är en ung galax i god tro," sa Trinh Thuan, professor i astronomi vid University of Virginia, som var författare av studien med Yuri Izotov från Kiev Observatory. ”Det här är ovanligt eftersom man kan förvänta sig att unga galaxer skulle bildas endast omkring de första miljarder åren efter Big Bang, inte cirka 13 miljarder år senare. Och unga galaxer förväntades vara mycket avlägsna, i utkanten av det observerbara universum, men inte i det lokala universum, ”sade Izotov.
Fyndet, som rapporterades i Astrophysical Journal den 1 december, ger en ny inblick i hur galaxerna först bildades. Galaxen I Zwicky 18 erbjuder en glimt av hur den tidiga mjölkvägen kan ha sett ut för 13 miljarder år sedan. En annan uppsättning Hubble-observationer av ett annat team ger en något äldre ålder på 1 miljard år till galaxen, och fortfarande håller den ett jämförande nyfött. Goran Ostlin från Stockholm Observatory och Mustapha Mouhcine från University of Nottingham, använde Hubbles Near Infrared Camera och Multi-Object Spectrometer för att hitta en befolkning av svala röda stjärnor, som är något äldre än de stjärnor som har sett av Advanced Camera for Surveys Camera. Resultaten ska publiceras i Astronomy & Astrophysics.
För att bevisa att I Zwicky 18 är en ny galax, behövde Thuan och Izotov visa att den var saknad stjärnor från de första flera miljarder åren efter Big Bang, perioden då en stor bråkdel av stjärnor i universum bildades. Även om astronomer hade misstänkt att galaxen var ovanligt ung, var de tvungna att vänta på Hubble för att ge den nödvändiga känsligheten för att upptäcka om äldre stjärnor, svaga röda jättar, fanns i dvärg galaxen eller inte. Hubbles Advanced Camera for Surveys behövde en mycket lång exponering och krävde 25 teleskopbanor för att leta efter de svagaste stjärnorna i galaxen. Närvaron av gamla stjärnor i galaxen skulle ha indikerat att själva galaxen var gammal, som alla andra kända galaxer i universum.
Stora galaxer som Vintergatan tros växa hierarkiskt, med mindre galaxer som smälter samman till större galaxer, som bifloder som smälter samman till stora floder. I Zwicky 18 är prototyp för denna tidiga population av små dvärggalaxier. "Dessa byggstenar dvärg galaxer är för svaga och för små för att studeras utan de mest känsliga instrument även i det lokala universum, än mindre i kosmos avlägsna delar," sa Thuan.
Ytterligare bevis för ungdomarna i I Zwicky 18 är det faktum att dess interstellära gas är "nästan orörlig", sa Thuan, och består huvudsakligen av väte och helium, de två främsta ljuselementen som skapades i Big Bang under de första tre minuterna av universumets existens. Dvärg galaxen innehåller bara en strö av de andra tyngre elementen som kol, kväve eller syre som skapas senare när stjärnor utvecklas. Den nära frånvaron av sådana tunga element antyder att mycket av den ursprungliga gasen i dvärggalaxen inte har lyckats bilda stjärnor som därefter tillverkar tunga element.
Originalkälla: Hubble News Release
