Zaobserwowano wiele galaktyk karłowatych we wczesnym Wszechświecie

Gromada galaktyk Abell 1689
Astronomowie odkryli dużą populację położonych daleko od nas i bardzo małych galaktyk, tzw. galaktyk karłowatych. Obserwacji dokonano przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble'a oraz 10-metrowego teleskopu Keck I.

Galaktyki karłowate, mimo iż są małe, to odgrywały istotną rolę w trakcie ewolucji Wszechświata, a dokładniej w czasie ery wtórnej jonizacji i nieco później. W okresie od 150 milionów do 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu wczesny Wszechświat zmienił się w znaczny sposób: był ciemny, neutralny i nieprzezroczysty dla promieniowania, a stał się jasny, zjonizowany i przezroczysty. Swoją rolę w tym procesie miały galaktyki karłowate, ale niestety trudno się je bada, gdy są położone daleko od nas, bowiem są to obiekty świecące słabo, trudne do dostrzeżenia nawet przy pomocy największych teleskopów. Dlatego odkrycie dużej liczby odległych, małych galaktyk przez naukowców z grupy kierowanej przez University of California w Riverside (USA) jest istotne dla badań nad ewolucją Wszechświata.

Odkryte galaktyki pozwalają nam spojrzeć na czasy krótko po tych wydarzeniach. Były one najbardziej powszechnym rodzajem galaktyk w tamtym okresie i mimo niewielkiej jasności, odpowiadały za więcej niż połowę jonizującego promieniowania ultrafioletowego.

W zadaniu zbadania odległych galaktyk karłowatych, oprócz wykorzystania teleskopu znajdującego się na orbicie okołoziemskiej, naukowcy otrzymali pomoc od samej przyrody. Wykorzystano zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, które zaburza bieg promieni świetlnych, gdy te przechodzą w pobliżu dużej masy. Skutkiem tego może być powiększenie obrazu dalekiej galaktyki, niczym poprzez soczewkę.

W roku 2014 przeprowadzono obserwacje gromady galaktyk Abell 1689, w przypadku której występuje soczewkowanie grawitacyjne. Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Hubble'a uzyskano głębokie obrazy gromady galaktyk. Dokładna analiza zdjęć ujawniła istnienie dużej populacji galaktyk karłowatych z okresie gdy Wszechświat miał od 2 do 6 miliardów lat. Był to okres szczególnie istotny dla procesów powstawania gwiazd.

Drugim teleskopem, który użyto w badaniach, był 10-metrowy Keck I, pracujący w W.M. Keck Observatory na Hawajach. Dzięki niemu uzyskano dane spektroskopowe ze spektrografu MOSFIRE. Opierając się na nich, określono odległości do galaktyk.

Naukowcy wskazują, że znalezione przez nich galaktyki karłowate są od 10 do 100 razy słabsze niż obiekty do tej pory obserwowane dla tego przedziału odległości w kosmosie, a tym samym dla określonego wieku od momentu Wielkiego Wybuchu (na im dalsze obiekty w kosmosie patrzymy, jednocześnie jakbyśmy patrzyli dalej wstecz w czasie). Na dodatek galaktyki karłowate te okazały się znacznie liczniejsze niż ich jasne odpowiedniczki, przy czym liczba galaktyk karłowatych zmieniała się wraz z upływem czasu, w późniejszych czasach ewolucji Wszechświata było ich więcej niż we wcześniejszych.

Wyniki badań opisano w artykule, który ukazał się w „The Astrophysical Journal”.

Więcej informacji:

Źródło: University of California, Riverside

Na zdjęciu:
Masywna gromada galaktyk Abell 1689, powodująca silne soczewkowanie grawitacyjne, które umożliwiło odkrycie licznych galaktyk karłowatych we wczesnym Wszechświecie. Źródło: NASA, ESA, B. Siana, A. Alavi.