Uboga w tlen galaktyka karłowata odkrywa przed nami początki Wszechświata

Niedawno odkryta galaktyka karłowata znajdująca się w gwiazdozbiorze Rysia może posłużyć naukowcom do badania rozwijającej się chemii wczesnego Wszechświata, wskazują badacze.

Najnowszy artykuł opublikowany w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dowodzi, że poziom tlenu w tej galaktyce jest najniższy spośród dotąd odkrytych jakichkolwiek galaktyk aktywnie tworzących gwiazdy, co może wskazywać, że pod względem chemicznym galaktyka przypomina wczesne, pierwsze galaktyki we Wszechświecie.

Astronomowie wiedzą, że w trakcie powstawania pierwsze galaktyki we Wszechświecie były bardzo proste pod względem chemicznym – składały się głównie z wodoru i helu, pierwiastków powstałych w Wielkim Wybuchu w ciągu pierwszych trzech minut istnienia Wszechświata. Tlen pojawił się później, już po tym jak powstały masywne gwiazdy, w których wnętrzach powstają cięższe pierwiastki, eksplodowały pod koniec swojego życia prowadząc do powstania wszechświata wypełnionego niezliczonymi bogatymi w tlen galaktykami takimi jak Droga Mleczna.

Najwcześniejsze, ubogie w tlen galaktyki znajdują się na tyle daleko i są na tyle ciemne, że są niemalże niewykrywalne, jednak stosunkowo bliskie galaktyki karłowate wciąż tworzące gwiazdy, jednocześnie zawierające bardzo mało tlenu mogą być łatwiejsze do wykrycia. Niestety owe pobliskie małe galaktyki z niewielkimi zasobami tlenu, w których aktualnie powstaje wiele masywnych, niebieskich gwiazd należą do rzadkości. Gdyby udało się je wykryć, mogłyby być one źródłem wartościowych informacji o tym w jaki sposób powstawały galaktyki 13 miliardów lat temu, a tym samym o ewolucji wczesnego Wszechświata.

Aktywna galaktyka karłowata opisana w artykule została odkryta w trakcie trwającego, wielkoskalowego przeglądu nieba o nazwie Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Astronomowie następnie skierowali w jej stronę zwierciadła  Wielkiego Teleskopu Lornetkowego (LBT) w Arizonie. Dane z z tego teleskopu pozwoliły odkryć, że niewielka galaktyka gwiazdotwórcza oznaczona jako J0811+4730 jest naprawdę rekordowa: posiada 9 procent mniej tlenu – co jest oznaką jej prostoty – niż jakakolwiek inna odkryta galaktyka tego typu.

„Odkryliśmy, że znacząca część masy gwiazd w tej galaktyce powstała zaledwie kilka milionów lat temu. Dzięki temu jest to jeden z najlepszych analogów galaktyk pierwotnych”, mówi Trinh Thuan, astronom z UVA i jeden z autorów badania. „Z uwagi na ekstremalnie niski poziom tlenu jest to jedno z najlepszych dostępnych nam przybliżeń pierwotnych galaktyk, które powstawały 1-2 miliardy lat po Wielkim Wybuchu”.

Owa galaktyka karłowata jest także interesująca ze względu na fakt, że dostarcza nowych informacji o tym w jaki sposób wczesny, prosty wszechświat uległ rejonizacji wskutek wczesnych procesów gwiazdotwórczych i przeszedł z wieków ciemnych gazu obojętnego w stadium wszechświata o złożonej strukturze, którą obserwujemy dzisiaj.

Thuan zauważa, że dane wskazują, że owa mała galaktyka intensywnie produkuje nowe gwiazdy – powstaje w niej 1/4 liczby gwiazd powstających w Drodze Mlecznej, tyle że masa jej gwiazd jest 30 000 razy mniejsza od masy gwiazd w DM. Osiemdziesiąt procent jej gwiezdnej masy powstało w ciągu ostatnich kilku milionów lat – zatem jest to wyjątkowo młoda galaktyka produkująca olbrzymie ilości promieniowania jonizującego.

Źródło: phys / University of Virginia