Самые древние галактики обнаружены в окрестностях Млечного Пути
Команда из Института вычислительной космологии в Университете Дарема и Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики обнаружила доказательства того, что самые слабые спутниковые галактики, вращающиеся вокруг нашей галактики Млечный Путь, относятся к самым первым галактикам, которые сформировались во Вселенной. Результаты исследования были опубликованы в «Астрофизическом журнале».
Ученые, работающие над этим исследованием, описали это открытие как «чрезвычайно захватывающее», объяснив, что обнаружение некоторых ранних галактик Вселенной, вращающихся вокруг Млечного Пути, «эквивалентно поиску останков первых людей, населявших Землю».
Выводы исследовательской группы показывают, что такие галактики как Segue-1, Bootes I, Tucana II и Ursa Major I, фактически являются одними из первых галактик, когда-либо созданных, которым, как полагают, уже более 13 миллиардов лет.
Когда Вселенной было около 380 000 лет, образовались самые первые атомы. Это были атомы водорода — самый простой элемент в периодической таблице. Эти атомы собрались в облака и начали постепенно остывать и оседать в небольшие скопления или «ореолы» темной материи, которые возникли в результате Большого Взрыва.
Эта фаза охлаждения, известная как «космические темные века», длилась около 100 миллионов лет. В конце концов, газ, который охладился внутри ореолов, стал нестабильным и начал образовывать звезды — именно эти объекты и являются самыми первыми галактиками, которые когда-либо были сформированы.
С образованием первых галактик Вселенная в своем роде вспыхнула, приведя космические темные века к завершению. Доктор Соунэк Бос (Sownak Bose) из Гарвард-Смитсоновского Центра астрофизики вместе с доктором Алисом Дисоном и профессором Карлосом Френком из ICC Университета Дарема идентифицировал две популяции спутниковых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути.
Первый тип представляет собой «малозаселенные» галактики, образовавшиеся во время «космических темных веков». Второй же является немного более яркой популяцией, состоящей из галактик, образовавшихся сотни миллионов лет спустя, как только водород, который был ионизирован интенсивным ультрафиолетовым излучением, испускаемым первыми звездами, после чего смог остыть в более массивных гало.
Примечательно, что команда обнаружила, что модель формирования галактик, которую они разработали ранее, полностью согласуется с новыми данными, что позволило им вывести время образования спутниковых галактик.
«Поиск некоторых из первых галактик, которые сформировались в нашей Вселенной на орбите Млечного Пути, — это астрономический эквивалент обнаружения останков первых людей, населявших Земля. Это очень интересно», — отметил Профессор Карлос Френк (Carlos Frenk), директор Института вычислительной космологии Университета Дарема. «Наше открытие поддерживает текущую модель эволюции нашей Вселенной — модель «Лямбда-холод-темная материя», в которой элементарные частицы, составляющие темную материю, движут космической эволюцией».
Теория заключается в том, что интенсивное ультрафиолетовое излучение, излучаемое первыми галактиками, разрушало оставшиеся атомы водорода, ионизируя их (выбивая их электроны), что затрудняло охлаждение этого газа и образование новых звезд. Процесс образования галактик остановился, и никакие новые галактики уже не могли сформироваться в течение следующих миллиардов лет или около того. В конце концов, ореолы темной материи стали настолько массивными, что даже ионизированный газ смог остыть. После чего формирование галактики возобновилось, что привело к формированию таких ярких галактик, как наш Млечный Путь.
«Отличительным аспектом этой работы является то, что она подчеркивает взаимодополняемость предсказаний теоретической модели и реальных данных», — подчеркнул доктор Сноуэк. «Десять лет назад самые слабые галактики в районе Млечного Пути было практически невозможно увидеть. С ростом чувствительности нынешней аппаратуры, мы смогли увидеть целую россыпь новых мельчайших галактик и применить новые данные в наших моделях».
