Najstaršie galaxie vo vesmíre plávajú len mimo Mliečnej dráhy

Je ľahké žiť vedľa niekoho na veľmi dlhú dobu bez toho, aby ste sa o nich veľa dozvedeli, ale niekedy sa naši susedia môžu ukázať byť oveľa zaujímavejšími, než predpokladáme, najmä keď sú naši mliečny susedia. Mohlo by sa ukázať, že majú skvelé príbehy - alebo že sú to najstaršie galaxie v bláznivom vesmíre. A hej, neviete to, to je presne to, čo sa stalo, keď sa medzinárodný tím astronómov bližšie pozrel na slabé galaxie obklopujúce našu galaxiu, Mliečnu dráhu.

V novinách publikovaných vo štvrtok. T Astrophysical Journal astronómovia z Harvard-Smithsonovho centra pre astrofyziku a Inštitútu pre výpočtovú kozmológiu na Durhamskej univerzite v Spojenom kráľovstve predložili dôkazy o tom, že trpasličí galaxie obklopujúce naše sú niektoré z najstarších vo vesmíre. Tieto malé, matné galaxie sú potenciálne staršie ako 13 miliárd rokov, ktoré sa vytvorili na konci takzvaných „temných vekov“ vesmíru, keď sa hmota ochladila na približne 100 miliónov rokov po Veľkom tresku.

Ale ani to nebolo to, čo hľadali.

"Bolo to niečo ako serendipitous objav na nejakej úrovni, pretože sme začali projekt dúfal, že skutočne urobiť niečo iné, čo bolo v podstate počítať počet malých galaxií okolo galaxií ako Mliečna dráha," Sownak Bose, Ph.D., a. postdoktorand na Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics a prvý autor štúdie hovorí obrátený, "Toto bolo jednoduché počítanie."

Bose a jeho kolegovia skúmali „funkciu svietivosti“ týchto trpasličích galaxií, čo je miera, ktorá opisuje rozloženie jasu v zhluku objektov - koľko galaxií určitého jasu existuje - s použitím modelu Lambda Cold Dark Matter, štandardu model kozmológie. Jednoducho povedané, funkcia svietivosti je spôsob, ako opisovať galaxie alebo iné hviezdokopy, čo je oveľa jednoduchšie ako opis jednotlivých hviezd v hmote. Keď grafovali svetelnú funkciu našich slabých galaktických susedov, Bose a jeho kolegovia zistili, že galaxie do značnej miery nasledovali hladkú krivku, v ktorej bolo viac slabých a menej svetlých.

Kľúčová fráza tu je však do značnej miery.

„Bola to vlastne priamka s niečím, čo je v nej niečo,“ hovorí Bose. „Takže po nejakom experimentovaní sme si uvedomili, čo sa hodí pre túto vlastnosť, je mierka, v ktorej galaxie prechádzajú od tých, ktoré vznikli veľmi skoro, ku koncu takzvaných raných temných vekov, a tých, ktoré sa vytvorili oveľa neskôr. Slovami si uvedomili, že tento pokles distribúcie jasných a slabých galaxií rozdelil staršie galaxie z mladších galaxií, čo je trend, ktorý vyhovuje modelu LCDM, ktorý im povedal, že sú na niečo.

„Bolo prekvapujúce, ako dobre sa naše modely zhodovali s údajmi!“ Alis Deason, Ph.D., výskumný pracovník Univerzity Kráľovskej spoločnosti na ICC a jeden zo spoluautorov štúdie. obrátený, Ale samozrejme, poznamenáva, že potrebovali, aby sa ubezpečili, že majú pravdu. „Naša prvá reakcia bola opatrný optimizmus a veľa testov!“

Po ďalšej analýze vedci dospeli k záveru, že slabšie, menšie galaxie sa museli vytvoriť oveľa dlhšie ako tie novšie. Keďže hviezdy v galaxiách produkujú veľa atómového odpadu a znečistenia, keď zomrú v supernovoch, ak sa hviezdy prestali tvoriť veľmi dávno, ich domovské galaxie by mali mať menej odpadu zo supernov v nich, čo ich robí stmavšími než galaxie, ktoré sa tvorili v poslednej dobe a mal viac materiálu na ťahanie z iných galaxií a supernov.

„Zistili sme, že staré galaxie majú tendenciu byť menej masívne v tom, koľko hviezd majú,“ hovorí Bose. "To vám dáva tento obraz, v ktorom malé galaxie tvoria prvé a väčšie, vznikajú oveľa neskôr od zlúčenia mnohých malých vecí."

Bose aj Deason si dávajú pozor na to, že nie objaviť Tieto staroveké galaxie ich jednoducho identifikovali ako niektoré z najstarších vesmíru. Je to však veľký problém, pretože tieto priame pozorovania potvrdzujú, že model LCDM vesmíru je pravdepodobne správny, čo znamená, že funkcia svietivosti by mohla byť primerane spoľahlivým spôsobom, ako povedať vek galaxie.

Teraz, keď identifikovali tieto staré galaxie, vedci sa na ne môžu pozrieť ešte bližšie, aby sa dozvedeli o podmienkach raného vesmíru.

„Radi by sme preskúmali, ako môžeme použiť tieto drobné trpasličí galaxie, aby sme sa dozvedeli viac o rannom vesmíre,“ hovorí Deason. „Napríklad, aké sú ich vlastnosti (napr. Veľkosti, chemické zloženie) o týchto kritických počiatočných štádiách tvorby galaxií?“