Масивні галактики в ранньому Всесвіті утворювали зірки набагато швидше, ніж сьогодні - створюючи еквівалент тисячі нових сонців на рік. Цей показник досяг свого піку через 3 мільярди років після Великого вибуху, а на 6 мільярдів років галактики створили більшість своїх зірок.
Нові спостереження космічного телескопа Хаббла показують, що навіть карликові галактики - малі, малі скупчення кількох мільярдів зірок - виробляли зірки швидкими темпами, граючи більшу роль, ніж очікувалося в ранній історії Всесвіту.
Сьогодні ми схильні бачити карликові галактики, що чіпляються до більших галактик, або іноді поглинаються всередині, а не існують як палаючі колекції лише зірок. Але астрономи підозрюють, що карлики в ранньому Всесвіті можуть швидко перевернути зірки. Проблема в тому, що більшість зображень недостатньо гострі, щоб розкрити слабкі, далекі галактики, які нам потрібно спостерігати.
"Ми вже підозрювали, що карликові зоряні галактики сприятимуть ранньої хвилі утворення зірок, але це перший раз, коли ми змогли виміряти ефект, який вони насправді мали", - сказав головний автор Хакім Атек з Політехніки Екольської федерали де Лозанна (EPFL) у прес-релізі. "Здається, вони зіграли напрочуд значну роль в епоху, коли Всесвіт формувала більшість своїх зірок".
Попередні дослідження галактик зіркових вибухів у ранньому Всесвіті були упередженими до масивних галактик, виключаючи величезну кількість карликових галактик, які існували в цю епоху. Але високочутливі можливості ширококутної польової камери Хаббла 3 тепер дозволили астрономам заглянути в карликові галактики низької маси у віддаленому Всесвіті.
Атек та його колеги розглядали 1000 галактик приблизно від трьох мільярдів до 10 мільярдів років після Великого вибуху. Вони розкопали свої дані в пошуках лінії Н-альфа: глибоко-червона видима спектральна лінія, яка виникає, коли електрон водню падає з третього на другий найнижчий рівень енергії.
У регіонах, що утворюють зірку, навколишній газ постійно іонізується випромінюванням новоутворених зірок. Після того, як газ іонізується, ядро та видалений електрон можуть рекомбінуватись, щоб утворити новий атом водню з електроном, як правило, у стані більш високої енергії. Потім цей електрон повернеться до основного стану - процес, який виробляє випромінювання Н-альфа приблизно в половину часу.
Тож лінія Н-альфа - це ефективний зонд утворення зірок, а яскравість лінії Н-альфа (яку виявити набагато простіше, ніж слабкий, майже невидимий континуум) - це ефективний зонд швидкості утворення зірки. З цього єдиного рядка Аттек та його колеги виявили, що швидкість, з якою увійшли зірки у ранніх карликів, дивно висока.
"Ці галактики утворюють зірки настільки швидко, що вони могли фактично подвоїти всю свою масу зірок лише за 150 мільйонів років. Таке посилення зоряної маси зайняло б більшість нормальних галактик 1-3 мільярди років", - сказав співавтор Жан-Пол Кнайб, також EPFL.
Команда ще не знає, чому ці маленькі галактики створюють таку величезну кількість зірок. Взагалі вважається, що сплески утворення зірок супроводжуються дещо хаотичними подіями, такими як галактичні злиття або шок наднової. Але продовжуючи вивчати ці карликові галактики, астрономи сподіваються пролити світло на еволюцію галактик і допоможуть намалювати послідовну картину подій у ранньому Всесвіті.
Документ опублікований сьогодні в Astrophysical Journal і його можна переглянути тут. Останній Hubblecast (нижче) також висвітлює цей захоплюючий результат.
