Oni su tamo; sićušne, krajnje slabe i nevjerojatno drevne patuljaste galaksije s tako malo zvijezda da ih znanstvenici nazivaju "duhovima galaksijama". NASA-in svemirski teleskop Hubble snimio je slike triju tih galaktika u nadi da će otkriti misteriju u nastajanju 13 milijardi godina.
Astronomi vjeruju da su ove sićušne galaksije poput duha uočene pored Galaksije Mliječne staze jedna od najstarijih, najsitnijih i najcjenjenijih galaksija u Svemiru. Hubble pogledi otkrivaju da njihove zvijezde imaju isti datum rođenja. Sve galaksije počele su formirati zvijezde prije više od 13 milijardi godina, ali onda su naglo prestale u roku od samo milijardu godina nakon što se Svemir rodio.
"Te su galaksije drevne i sve su iste dobi, tako da znate da se nešto srušilo poput giljotine i istodobno je isključilo formiranje zvijezda u tim galaksijama", rekao je Tom Brown iz Znanstvenog instituta za svemirski teleskop u Baltimoru , Md., Vođa studije "Najvjerojatnije objašnjenje je rejonizacija."
Reonizacija Svemira započela je u prvoj milijardi godina nakon Velikog praska. Za to vrijeme, zračenje prvih zvijezda izbacilo je elektrone sa atoma vodika, ionizirajući plin vodik. Ovaj postupak je također omogućio da vodikov plin postane transparentan za ultraljubičasto svjetlo. Taj će isti postupak možda stvoriti i usitnjeno stvaranje zvijezda u patuljastim galaksijama, poput onih iz Brownove studije. Ove galaksije su sićušni rođaci do patuljastih galaksija koje stvaraju zvijezde u blizini Mliječnog puta. A zbog svoje male veličine, samo 2.000 svjetlosnih godina, nisu bile dovoljno masivne da se zaštite od oštre ultraljubičaste svjetlosti ranog Svemira što im je oduzelo malo opskrbu vodikovim plinom, ne ostavljajući ih u stanju da stvaraju nove zvijezde.
Astronomi su predložili mnogo razloga nedostatka zvijezda u tim galaksijama uz teoriju reionizacije. Neki su znanstvenici vjerovali da su unutarnji događaji poput supernova ispuhali plin potreban za stvaranje novih zvijezda. Drugi su sugerirali da su galaksije jednostavno iskoristile svoju opskrbu vodikovim plinom potrebnim za stvaranje zvijezda.
Brown je mjerio starosti zvijezda promatrajući njihovu svjetlinu i boje. Zvjezdane populacije u tim fosilnim galaksijama kreću se od nekoliko stotina do nekoliko tisuća zvijezda; neki poput sunca, neki crveni patuljci i neke crvene zvijezde veće od našeg Sunca. Kad su dokazi pokazali da su zvijezde doista drevne, Brown se obratio za pomoć Hubbleovoj naprednoj kameri za ankete kako bi se ukopao duboko unutar šest galaksija kako bi utvrdio kada su se rodile. Do sada je tim završio s analizom podataka za tri; Hercules, Leo IV i major Ursa. Galaksije leže između 330 000 svjetlosnih godina do 490 000 svjetlosnih godina. Za usporedbu, Brown je usporedio zvijezde galaksija sa zvijezdama koje su pronađene u M92, kuglastom grozdu star 13 milijardi godina, smještenom oko 26 000 svjetlosnih godina od Zemlje. Otkrio je da su slične dobi.
"Ovo su fosili najranijih galaksija u svemiru", rekao je Brown. "Nisu se promijenili u milijardama godina. Te su galaksije za razliku od većine galaksija u blizini, koje imaju dugu povijest formiranja zvijezda. "
Brownovo otkriće moglo bi vam pomoći objasniti tzv. "Problem sa satelitom koji nedostaje." Astronomi su uočili samo nekoliko desetaka patuljastih galaksija oko Mliječnog puta, dok računalne simulacije predviđaju da treba postojati na tisuće. Ali možda oni i postoje. Istraživanje Sloan pronašlo je više desetaka sićušnih, galamiranih zvijezda iz susjedstva Mliječne staze, dok je skeniralo samo dio neba. Astronomi misle da bi deseci više ultra slabih galaksija mogli skrivati neotkrivene s mogućnošću tisuća još manjih patuljaka koji gotovo uopće ne sadrže zvijezde.
Sitne galaksije možda su bez zvijezda, ali još uvijek imaju obilje tamne materije, okvira na kojem su izgrađene galaksije. Normalne patuljaste galaksije u blizini galaksije Mliječni put sadrže deset puta više tamne materije od obične vidljive materije. Brown objašnjava da su ove malene galaksije danas otoci uglavnom tamne materije, neviđene milijarde godina, sve dok ih astronomi nisu počeli pronaći u Anketi Sloan.
Brownovi se rezultati pojavljuju u 1. srpnju izdanja Pisma astrofizičkog časopisa.
Opis slike 1: Ove Hubble slike prikazuju prigušenu, patuljastu galaksiju izgladnjelu zvijezdama Lavu IV. Slika slijeva prikazuje dio galaksije, zaokružen bijelom pravokutnom kutijom. Kutija mjeri 83 svjetlosne godine u širinu od 163 svjetlosne godine. Nekoliko zvijezda u Lavu IV izgubljeno je usred susjednih zvijezda i dalekih galaksija. Pogled izbliza iz pozadinskih galaksija unutar okvira prikazan je na sredini slike. Slika desno prikazuje samo zvijezde u Levu IV. Galaksija, koja sadrži nekoliko tisuća zvijezda, sastavljena je od sunčevih zvijezda, blijedih, crvenih patuljastih zvijezda i nekih crvenih zvijezda divova svjetlije od sunca. Zasluge: NASA, ESA i T. Brown (STScI)
Opis slike 2: Ove računalne simulacije pokazuju gomilu tamne materije oko naše galaksije Mliječni Put. Neke od koncentracija tamne materije su dovoljno masovne da pokrenu stvaranje zvijezda. Tisuće nakupina tamne materije koegzistiraju s našom galaksijom Mliječni put, prikazanom u sredini gornje ploče. Zelene mrlje na srednjoj ploči su komadići tamne materije dovoljno masivni da dobiju plin iz intergalaktičkog medija i pokreću neprestano stvaranje zvijezda, na kraju stvarajući patuljaste galaksije. Na donjoj ploči crvene mrlje su ultramate patuljaste galaksije koje su odavno prestale formirati zvijezde. Brown i J. Tumlinson (STScI)
