Galaxii masive din Universul timpuriu au format stele la un clip mult mai rapid decât în prezent - creând echivalentul a o mie de soare noi pe an. Această rată a atins apogeul la 3 miliarde de ani după Big Bang, iar până la 6 miliarde de ani, galaxiile au creat majoritatea stelelor lor.
Noile observații ale Telescopului Spațial Hubble arată că chiar și galaxiile pitice - micile grupuri de masă mică de câteva miliarde de stele - au produs stele în ritm rapid, jucând un rol mai mare decât se aștepta în istoria timpurie a Universului.
Astăzi, avem tendința să vedem galaxii pitice agățate de galaxii mai mari, sau uneori înfășurate în interior, în loc să existăm doar colecții arzătoare de stele. Astronomii au bănuit însă că piticii din Universul timpuriu ar putea transforma rapid stelele. Problema este că majoritatea imaginilor nu sunt suficient de clare pentru a dezvălui galaxiile slabe și îndepărtate pe care trebuie să le observăm.
"Am bănuit deja că galaxiile de staruri pitice ar contribui la valul timpuriu al formării stelelor, dar aceasta este prima dată când am reușit să măsurăm efectul pe care l-au avut", a declarat autorul principal Hakim Atek de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) într-un comunicat de presă. „Se pare că au avut un rol surprinzător de important în perioada în care Universul și-a format majoritatea stelelor.”
Studiile anterioare asupra galaxiilor starburst din Universul timpuriu au fost părtinitoare spre galaxii masive, lăsând în evidență numărul imens de galaxii pitice care au existat în această epocă. Dar capacitățile extrem de sensibile ale camerei largi 3 a lui Hubble au permis acum astronomilor să se uite la galaxii pitice cu masă mică din universul îndepărtat.
Atek și colegii săi au privit 1000 de galaxii de la aproximativ trei miliarde de ani până la 10 miliarde de ani după Big Bang. Au săpat prin datele lor, în căutarea liniei H-alfa: o linie spectrală vizibilă de un roșu profund, care apare atunci când un electron de hidrogen cade de la al treilea la al doilea nivel de energie cel mai scăzut.
În regiunile formatoare de stele, gazul din jur este ionizat continuu prin radiații de la stelele nou formate. Odată ce gazul este ionizat, nucleul și electronul îndepărtat se pot recombina pentru a forma un atom de hidrogen nou, cu electronul, de obicei într-o stare energetică mai mare. Acest electron va cădea înapoi la starea solului, un proces care produce o emisie de H-alfa aproximativ jumătate din timp.
Deci linia H-alfa este o sondă eficientă de formare a stelelor, iar luminozitatea liniei H-alfa (care este mult mai ușor de detectat decât continuul slab, aproape invizibil) este o sondă eficientă a ratei de formare a stelelor. Din această linie unică, Attek și colegii lor au descoperit că rata la care stelele se aprind în piticii timpurii este surprinzător de mare.
„Aceste galaxii formează stele atât de repede încât de fapt și-ar putea dubla întreaga masă de stele în numai 150 de milioane de ani - acest fel de câștig în masa stelară ar dura cele mai multe galaxii normale între 1-3 miliarde de ani”, a declarat co-autorul Jean-Paul Kneib, de asemenea, de EPFL.
Echipa nu știe încă de ce aceste mici galaxii produc un număr atât de mare de stele. În general, se consideră că exploziile de formare a stelelor urmează evenimente oarecum haotice precum fuziunile galactice sau șocul unei supernove. Dar continuând să studieze aceste galaxii pitice, astronomii speră să arunce lumină asupra evoluției galactice și să ajute la pictarea unei imagini consecvente a evenimentelor din Universul timpuriu.
Lucrarea a fost publicată astăzi în Astrophysical Journal și poate fi vizualizată aici. Ultimul Hubblecast (mai jos) acoperă și acest rezultat interesant.
