Forskere, der bruger NASAs Hubble-rumteleskop, har målt alderen på, hvad der kan være den yngste galakse nogensinde set i universet. Efter kosmologiske standarder er det en ren lillebørn tilsyneladende ude af sin plads blandt de voksne galakser omkring den. Kaldt I Zwicky 18, den kan være så ung som 500 millioner år gammel (så nyere en epoke, at komplekst liv allerede var begyndt at dukke op på Jorden). Vores Mælkevejsgalakse er derimod over 20 gange ældre, eller omkring 12 milliarder år gammel, den typiske galaksers tidsalder i hele universet. Denne "late-life" galakse tilbyder et sjældent glimt af, hvordan de første mindskende galakser i det tidlige univers ser ud.
Galaksen er medlem af et katalog med 30.000 nærliggende galakser, som den schweiziske astronom Fred Zwicky samlet i 1930'erne ved at fotografere hele den nordlige himmel. Selvom astronomer længe har mistanke om, at denne galakse var en unge, på grund af sin primordiale kemiske sammensætning, lod Hubbles udsøgte følsomhed astronomer gøre en pålidelig folketælling af den samlede stjernestande befolkning i galaksen. Dette gjorde det muligt for dem pålideligt at identificere de ældste stjerner, der beboer galaksen, og derved sætte en øvre grænse for galaksenes alder.
Babygalaksen formåede at forblive i en embryonisk tilstand som en kold gassky af urealbrint og helium i det meste af varigheden af universets udvikling. Da utallige galakser blomstrede overalt i rummet, begyndte denne sene blomstrer ikke aktiv stjernedannelse før omkring 13 milliarder år efter Big Bang og gennemgik et pludseligt første starburst for kun for 500 millioner år siden.
Ligger kun 45 millioner lysår væk? meget tættere end andre unge galakser i universets næsten 14 milliarder lysår? I Zwicky 18 repræsenterer muligvis den eneste mulighed for astronomer til at studere i detaljer de byggesten, hvorfra galakser dannes. Det forbliver et puslespil, hvorfor gassen i dværg galaksen, i modsætning til den i andre galakser, tog så lang tid? næsten universets alder? at kollapse under påvirkning af tyngdekraften for at danne dens første stjerner.
”I Zwicky 18 er en god tro galakse,” sagde Trinh Thuan, professor i astronomi ved University of Virginia, som var medforfatter til undersøgelsen med Yuri Izotov fra Kiev Observatorium. ”Dette er ekstraordinært, fordi man kunne forvente, at unge galakser først dannes omkring de første milliarder år efter Big Bang, ikke ca. 13 milliarder år senere. Og unge galakser forventedes at være meget fjerne, i udkanten af det observerbare univers, men ikke i det lokale univers, ”sagde Izotov.
Fundet, der blev rapporteret i 1. udgave af Astrophysical Journal, giver en ny indsigt i, hvordan galakser først dannede sig. Galaksen I Zwicky 18 giver et glimt af, hvordan den tidlige Mælkeveje kan have set ud for 13 milliarder år siden. Et andet sæt Hubble-observationer fra et andet hold giver en lidt ældre alder på 1 milliard år til galaksen, idet den stadig holder den et sammenlignende nyfødt. Goran Ostlin fra Stockholm-observatoriet og Mustapha Mouhcine fra University of Nottingham brugte Hubble's Near Infrared Camera og Multi-Object Spectrometer til at finde en befolkning med kølige røde stjerner, som er lidt ældre end de stjerner, der er set af Advanced Camera for Surveys Camera. Resultaterne offentliggøres i Astronomy & Astrophysics.
For at bevise, at I Zwicky 18 er en ny galakse, havde Thuan og Izotov brug for at vise, at den var blottet for stjerner fra de første flere milliarder år efter Big Bang, den periode, hvor en stor brøkdel af stjerner i universet blev dannet. Selvom astronomer havde mistanke om, at galaksen var usædvanligt ung, var de nødt til at vente på, at Hubble skulle give den nødvendige følsomhed til at opdage, om ældre stjerner, svage røde giganter, eksisterede i dværggalaksen eller ej. Hubbles Advanced Camera for Surveys havde brug for en meget lang eksponering, hvilket krævede 25 teleskopbaner for at se efter de svageste stjerner i galaksen. Tilstedeværelsen af gamle stjerner i galaksen ville have indikeret, at selve galaksen var gammel, ligesom alle andre kendte galakser i universet.
Store galakser som Mælkevejen menes at vokse hierarkisk, med mindre galakser, der smelter sammen til større galakser, ligesom sideelver falder sammen i store floder. I Zwicky 18 er prototypisk for denne tidlige befolkning af små dværg galakser. ”Disse bygningsblok dværg galakser er for svage og for små til at blive undersøgt uden de mest følsomme instrumenter, selv i det lokale univers, hvad så meget desto mindre i kosmos langt,” sagde Thuan.
Yderligere bevis for I Zwicky 18-ungdommen er det faktum, at dens interstellare gas er "næsten uberørt," sagde Thuan og består hovedsagelig af brint og helium, de primære to lette elementer skabt i Big Bang i løbet af de første tre minutter af universets eksistens. Dværg galaksen inkluderer kun et dryss over de andre tungere elementer som kulstof, nitrogen eller ilt, der skabes senere, når stjerner udvikler sig. Den næsten fravær af sådanne tunge elementer antyder, at meget af den oprindelige gas i dværg galaksen ikke har formået at danne stjerner, der efterfølgende fremstiller tunge elementer.
Originalkilde: Hubble News Release
