Seniausios galaktikos visatoje plaukioja tik už pieno kelio

Paprasta gyventi šalia kažko tikrai ilgą laiką, nesimokydami daug apie juos, bet kartais mūsų kaimynai gali tapti daug įdomesni, nei manome, ypač kai jie yra mūsų galaktika kaimynai. Gali pasirodyti, kad jie turi puikių pasakojimų - arba kad jie yra seniausios galvosūkiai visame pasaulyje. Ir ne, jūs to nežinote, būtent tai atsitiko, kai tarptautinė astronomų komanda atidžiau pažvelgė į silpnas galaktikas, supančias mūsų galaktiką, Paukščių taką.

Ketvirtadienį paskelbtame dokumente Astrofizinis leidinys astronomai Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centre ir Jungtinėje Karalystėje Durhamo universiteto skaičiavimo kosmologijos institute yra įrodymų, kad mūsų aplinkinės nykštukinės galaktikos yra vieni seniausių visatoje. Šios mažos, prastos galaktikos yra potencialiai daugiau kaip 13 milijardų metų amžiaus, susidariusios taip vadinamo „ankstyvojo“ amžiaus “visatos” pabaigoje, kai materija atvėrė apie 100 milijonų metų po Didžiojo sprogimo.

Bet tai net nebuvo, ko ieškojo.

„Tam tikru lygiu tai buvo kažkoks ištikimas atradimas, nes mes pradėjome projektą, tikėdamiesi, kad iš tiesų darysime kažką kito, kuris iš esmės buvo skaičiuojamas mažų galaktikų, esančių aplink Paukščių taką, galaktikomis, skaičius“, - Sownak Bose, Ph.D. Harvardo-Smitsono astrofizikos centro antrosios pakopos docentas ir pirmasis tyrėjo autorius Inversinis. „Tai buvo paprastas skaičiavimo pratimas.“

Bose ir jo kolegos nagrinėjo šių nykštukinių galaktikų „šviesumo funkciją“, kuri apibūdina ryškumo pasiskirstymą objektų grupėje - kiek galaktikų yra tam tikras ryškumas - naudojant „Lambda Cold Dark Matter“ modelį, standartą kosmologijos modelis. Paprasčiau tariant, šviesumo funkcija yra būdas apibūdinti galaktikas ar kitas žvaigždžių grupes, kurios yra daug lengviau nei aprašyti kiekvieną atskirą žvaigždę masėje. Kai Bose ir jo kolegos grafikuoja mūsų silpnųjų galaktinių kaimynų šviesumo funkciją, jie nustatė, kad galaktikos beveik sekė lygią kreivę, kurioje buvo daugiau silpnų ir mažiau ryškių.

Tačiau čia svarbiausia frazė yra „gana daug“.

„Iš tikrųjų tai buvo tiesi linija su kažkuo juosta, tarsi slėnis“, - sako Bose. „Taigi po tam tikrų eksperimentų mes suvokėme, kas tinka šiai savybei - tai skalė, kurioje galaktikų perėjimas nuo tų, kurie formavosi labai anksti, iki vadinamųjų ankstyvųjų tamsių amžių pabaigos, ir tie, kurie vėliau susiformavo“. tariant, jie suprato, kad ši spinduliuotė pasiskirstydama ryškias ir silpnas galaktikas suskirstė senesnes galaktikas iš jaunesnių galaktikų, tai tendencija, atitinkanti LCDM modelį, kuris jiems pasakė, kad jie yra kažką.

„Nenuostabu, kaip gerai mūsų modeliai sutiko su duomenimis!“ Pasakoja Alis Deason, Ph.D., karališkosios draugijos universiteto mokslinis bendradarbis ir vienas iš tyrimo autorių. Inversinis. Tačiau, žinoma, ji pažymi, kad jos turėjo įsitikinti, kad jos teisingos. „Mūsų pradinė reakcija buvo atsargus optimizmo ir daug testų!“

Po tolesnės analizės mokslininkai padarė išvadą, kad mažesnės, mažesnės galaktikos turi būti suformuotos daug ilgiau nei naujesnės. Kadangi žvaigždės galaktikose gamina daug atominių šiukšlių ir tarša, kai jos miršta supernovoje, jei žvaigždės nustojo formuotis labai seniai, jų namų galaktikose turėtų būti mažiau šiukšlių nuo jų supernovos, todėl jie tampa šviesesni nei galaktikos, kurios neseniai formavosi ir turėjo daugiau medžiagos, kad būtų galima ištraukti iš kitų galaktikų ir supernovos.

„Mes matome, kad senosios galaktikos yra mažiau masyvios, kiek žvaigždžių jie turi“, - sako Bose. „Tai suteikia jums šią nuotrauką, kurioje mažos galaktikos sudaro pirmas ir didesnes galvas daug vėliau - nuo daugelio mažų dalykų susijungimo“.

Tiek „Bose“, tiek „Deason“ atidžiai stebi, kad jie nebuvo atrasti šios senovės galaktikos, bet tik jas nustatė kaip seniausius visatos. Nepaisant to, tai yra didelis dalykas, nes šie tiesioginiai stebėjimai patvirtina, kad visatos LCDM modelis yra teisingas, o tai reiškia, kad šviesumo funkcija gali būti pakankamai patikimas būdas pasakyti galaktikos amžių.

Dabar, kai jie nustatė šias senas galaktikas, mokslininkai gali juos pažvelgti dar labiau, kad sužinotų apie ankstyvosios visatos sąlygas.

„Norėtume ištirti, kaip galime naudoti šias mažas nykštukines galaktikas, kad sužinotume daugiau apie ankstyvąją visatą“, - sako sezonas. „Pavyzdžiui, kokie gali būti jų savybės (pvz., Dydžiai, cheminė sudėtis) apie šiuos kritinius ankstyvuosius galaktikos formavimo etapus?“