Odległa niebieska galaktyka może rzucić nowe światło na Wielki Wybuch

galaxy-1

Słaba, niebieska galaktyka oddalona od nas o 30 milionów lat świetlnych, znajdująca się w Gwiazdozbiorze Małego Lwa może rzucić nowe światło na warunki panujące w początkach Wszechświata.

Astronomowie z Uniwersytetu Indiany odkryli niedawno, że galaktyka o nazwie Leoncino (wł. lwiątko) zawiera najmniejszą ilość ciężkich pierwiastków chemicznych, tzw. metali, jak dotąd obserwowaną w jakimkolwiek układzie gwiazd związanych ze sobą grawitacyjnie.

Wyniki badania opublikowano wczoraj w periodyku Astrophysical Journal. Głównym autorem artykułu jest Alec S. Hirschauer, student na IU Bloomington College of Arts and Sciences. Oprócz niego autorami artykułu są prof. John J. Salzer oraz prof. Katherine L. Rhode.

„Odkrycie najbardziej ubogiej w metale galaktyki jest wyjątkowo ekscytujące ponieważ może pomóc nam w przeprowadzaniu ilościowych testów Wielkiego Wybuchu,” mówi Salzer. „Istnieje stosunkowo niewiele sposobów na poznanie warunków wystepujących tuż po powstaniu Wszechświacia, ale badanie galaktyk ubogich w metale jest jedną z najbardziej obiecujących technik.”

Dzieje się tak ponieważ aktualnie przyjmowane modele początku Wszechświata wyraźnie przewidują ilość helu i wodoru obecnego podczas Wielkiego Wybuchu, a stosunek ilości tych pierwiastków w galaktykach ubogich w metale bezpośrednio testuje przewidywania modelu.

W astronomii każdy pierwiastek inny od wodoru i helu nazywany jest metalenm. Skład chemiczny galaktyk ubogich w metale jest bardzo bliski składowi chemicznemu Wszechświata tuż po powstaniu.

Jednak aby dojrzeć tego typu galaktyki astronomowie muszą szukać ich bardzo daleko od domu. Nasza własna galaktyka Droga mleczna jest słabym źródłem informacji ze względu na wysoki poziom cięższych pierwiastków z czasem powstałych we wnętrzach gwiazd.

„Niska zawartość metali w galaktyce jest oznaką bardzo niskiej aktywności gwiazd w porównaniu do innych galaktyk,” mówi Hirschauer.

Leoncina uważana jest za członka „lokalnego Wszechświata,” obszaru przestrzeni w promieniu 1 miliarda lat świetlnych od Ziemi, w którym znajduje się szacunkowo kilka milionów galaktyk, z których skatalogowana została jedynie niewielka część. Galaktyka wcześniej uważana za zawierającą najmniejszą ilość metali odkryta została w 2005 roku, jednak Leoncina ma szacunkowo 29% niższą obfitość metali.

Obfitość pierwiastków w galaktyce określana jest na podstawie obserwacji spektroskopowych, w ramach których rejestruje się widma światła emitowanego przez te obiekty. Obszary przestrzeni, w których intensywnie powstają nowe gwiazdy emitują światło zawierające określonego typu jasne linie, z których każda wskazuje atomy pochodzące od różnych gazów: wodór, hel, tlen, azot itd. W świetle emitowanym przez obszary formowania nowych gwiazd w Leoncino  naukowcy z IU  wykryli nie pochodzące od tych pierwiastków, a następnie wykorzystali prawa fizyki atomowej do obliczenia obfitości poszczególnych pierwiastków.

„Zdjęcie jest lepsze od tysiąca słów, ale widmo jest lepsze od tysiąca zdjęć,” mówi Salzer. „Ilość informacji, którą z widma można odczytać o miejscach znajdujących się miliony lat świetlnych od nas jest wprost niesamowita.”

Obserwacje w ramach badań przeprowadzono za pomocą spektrografów zainstalowanych na dwóch teleskopach znajdujących się w Arizonie: 4-metrowego teleskopu Mayall w Kitt Peak National Observatory oraz Multiple Mirror Telescope na szczycie Mt. Hopking w okolicach Tucson. Galaktyka pierwotnie została odkryta w ramach prowadzonego przez Uniwersytet Cornell radiowego przeglądu nieba Arecibo Legacy Fast ALFA lub ALFALFA.

Oficjalnie „lwiątko” nosi oznaczenie AGC 198691. Naukowcy, którzy przeprowadzili analizę obfitości metali nazwali galaktykę Leoncino na cześć zarówno gwiazdozbioru, w którym się znajduje, jak i radioastronoma włoskiego pochodzenia Riccardo Giovanelli, który kierował zespołem, który jako pierwszy zidentyfikował ten obiekt.

Oprócz wyjątkowo niskiego poziomu cięższych pierwiastków, Leoncino jest obiektem unikalnym także pod innymi względami. Jest to tak zwana „galaktyka karłowata”, której średnica to zaledwie 1000 lat świetlnych. W jej wnętrzu znajduje się kilka milionów gwiazd. Dla porównania Droga Mleczna ma średnicę ok. 100 000 lat świetlnych i od 200 do 400 miliardów gwiazd.

Co więcej Leoncino jest niebieska ze względu na obecność niedawno powstałych gorących gwiazd, przy czym jest stosunkowo ciemną galaktyką.

„Mamy zamiar dalej badać tę tajemniczą galaktykę,” mówi Salzer, który przygotowuje wnioski o czas obserwacyjny m.in. na Kosmicznym Teleskopie Hubble’a w ramach którego będzie w stanie dokładniej badać ten fascynujący obiekt. „Galaktyki o bardzo niskiej zawartości metali są wyjątkowo rzadkie, dlatego chcemy się dowiedzieć o Leoncino jak najwięcej.”

Źródło: Indiana University

Komentarze

comments