Οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA μέτρησαν την ηλικία αυτού που μπορεί να είναι ο νεότερος γαλαξίας που έχει δει ποτέ στο σύμπαν. Σύμφωνα με τα κοσμολογικά πρότυπα, είναι ένα απλό νήπιο που φαινομενικά αταίριαστο στους ενήλικους γαλαξίες γύρω του. Ονομάζεται I Zwicky 18 και μπορεί να είναι μόλις 500 εκατομμυρίων ετών (τόσο πρόσφατη εποχή που περίπλοκη ζωή είχε ήδη αρχίσει να εμφανίζεται στη Γη). Ο γαλαξίας μας, αντίθετα, είναι πάνω από 20 φορές παλαιότερος, ή περίπου 12 δισεκατομμύρια χρόνια, η τυπική ηλικία των γαλαξιών σε όλο το σύμπαν. Αυτός ο «τελευταίος» γαλαξίας προσφέρει μια σπάνια ματιά στο πώς μοιάζουν οι πρώτοι μικροσκοπικοί γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν.
Ο γαλαξίας είναι μέλος ενός καταλόγου 30.000 κοντινών γαλαξιών που συγκέντρωσε ο Ελβετός αστρονόμος Fred Zwicky τη δεκαετία του 1930 φωτογραφίζοντας ολόκληρο τον βόρειο ουρανό. Αν και οι αστρονόμοι υποπτεύονταν από καιρό ότι αυτός ο γαλαξίας ήταν νεαρός, λόγω της αρχέγονης χημικής του σύνθεσης, η εξαιρετική ευαισθησία του Hubble επέτρεψε στους αστρονόμους να κάνουν μια αξιόπιστη απογραφή του συνολικού αστρικού πληθυσμού στον γαλαξία. Αυτό τους επέτρεψε να αναγνωρίσουν αξιόπιστα τα παλαιότερα αστέρια που κατοικούσαν στον γαλαξία, θέτοντας έτσι ένα ανώτατο όριο στην ηλικία του γαλαξία.
Ο μωρός γαλαξίας κατάφερε να παραμείνει σε εμβρυϊκή κατάσταση ως ένα νέφος ψυχρού αερίου από αρχέγονο υδρογόνο και ήλιο για το μεγαλύτερο μέρος της διάρκειας της εξέλιξης του σύμπαντος. Καθώς άνθησαν αναρίθμητοι γαλαξίες σε όλο το διάστημα, αυτός ο όψιμος ανθοφόρος δεν ξεκίνησε τον ενεργό σχηματισμό άστρων παρά περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και πέρασε από μια ξαφνική πρώτη έκρηξη αστεριών μόλις πριν από περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια.
Βρίσκεται μόλις 45 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά; πολύ πιο κοντά από άλλους νεαρούς γαλαξίες στο διάστημα σχεδόν 14 δισεκατομμυρίων ετών φωτός του σύμπαντος; Το I Zwicky 18 μπορεί να αντιπροσωπεύει τη μοναδική ευκαιρία για τους αστρονόμους να μελετήσουν λεπτομερώς τα δομικά στοιχεία από τα οποία σχηματίζονται οι γαλαξίες. Παραμένει ένα παζλ γιατί το αέριο στον νάνο γαλαξία, σε αντίθεση με αυτό σε άλλους γαλαξίες, άργησε τόσο πολύ; σχεδόν η ηλικία του σύμπαντος; να καταρρεύσει υπό την επίδραση της βαρύτητας για να σχηματίσει τα πρώτα του αστέρια.
«Ο I Zwicky 18 είναι ένας καλόπιστος νεαρός γαλαξίας», είπε ο Trinh Thuan, καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια, ο οποίος συνέγραψε τη μελέτη με τον Yuri Izotov από το Αστεροσκοπείο του Κιέβου. «Αυτό είναι εξαιρετικό γιατί θα περίμενε κανείς ότι οι νέοι γαλαξίες θα σχηματιστούν μόνο γύρω στα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όχι περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα. Και οι νέοι γαλαξίες αναμενόταν να είναι πολύ μακρινοί, στην άκρη του παρατηρήσιμου σύμπαντος, αλλά όχι στο τοπικό σύμπαν», είπε ο Izotov.
Το εύρημα, που αναφέρεται στο τεύχος της 1ης Δεκεμβρίου του Astrophysical Journal, παρέχει μια νέα εικόνα για το πώς σχηματίστηκαν για πρώτη φορά οι γαλαξίες. Ο γαλαξίας I Zwicky 18 προσφέρει μια ματιά στο πώς μπορεί να έμοιαζε ο πρώιμος Γαλαξίας πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Ένα άλλο σύνολο παρατηρήσεων του Hubble από διαφορετική ομάδα δίνει μια ελαφρώς μεγαλύτερη ηλικία 1 δισεκατομμυρίου ετών στον γαλαξία, διατηρώντας τον ακόμα ένα συγκριτικό νεογέννητο. Ο Goran Ostlin του Αστεροσκοπείου της Στοκχόλμης και ο Mustapha Mouhcine του Πανεπιστημίου του Nottingham, χρησιμοποίησαν την κάμερα εγγύς υπέρυθρη και το φασματόμετρο πολλαπλών αντικειμένων του Hubble για να βρουν έναν πληθυσμό ψυχρών κόκκινων αστεριών, τα οποία είναι ελαφρώς μεγαλύτερα από τα αστέρια που βλέπει η Advanced Camera for Surveys Camera. Τα αποτελέσματα πρόκειται να δημοσιευθούν στο Astronomy & Astrophysics.
Για να αποδείξουν ότι ο I Zwicky 18 είναι ένας νέος γαλαξίας, ο Thuan και ο Izotov χρειάστηκε να δείξουν ότι δεν είχε αστέρια από τα πρώτα πολλά δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, την περίοδο που σχηματίστηκε ένα μεγάλο κλάσμα αστεριών στο σύμπαν. Αν και οι αστρονόμοι είχαν υποψιαστεί ότι ο γαλαξίας ήταν εξαιρετικά νέος, έπρεπε να περιμένουν το Hubble να παράσχει την απαιτούμενη ευαισθησία για να ανιχνεύσει εάν υπήρχαν ή όχι μεγαλύτερα αστέρια, αμυδρά κόκκινοι γίγαντες, μέσα στον νάνο γαλαξία. Η Προηγμένη Κάμερα για Έρευνες του Hubble χρειαζόταν πολύ μεγάλη έκθεση, που απαιτούσε 25 τροχιές τηλεσκοπίου για να αναζητηθούν τα πιο αμυδρά αστέρια στον γαλαξία. Η παρουσία παλαιών αστεριών στον γαλαξία θα έδειχνε ότι ο ίδιος ο γαλαξίας ήταν παλιός, όπως όλοι οι άλλοι γνωστοί γαλαξίες στο σύμπαν.
Μεγάλοι γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας πιστεύεται ότι αναπτύσσονται ιεραρχικά, με τους μικρότερους γαλαξίες να συγχωνεύονται σε μεγαλύτερους γαλαξίες, όπως οι παραπόταμοι που συγχωνεύονται σε μεγάλα ποτάμια. Το I Zwicky 18 είναι το πρωτότυπο αυτού του πρώιμου πληθυσμού μικρών νάνων γαλαξιών. «Αυτοί οι δομικοί νάνοι γαλαξίες είναι πολύ αχνοί και πολύ μικροί για να μελετηθούν χωρίς τα πιο ευαίσθητα όργανα ακόμη και στο τοπικό σύμπαν, πόσο μάλλον στα απώτατα όρια του σύμπαντος», είπε ο Thuan.
Περαιτέρω αποδείξεις για τη νεολαία του I Zwicky 18 είναι το γεγονός ότι το διαστρικό του αέριο είναι «σχεδόν παρθένο», είπε ο Thuan, και αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, τα δύο κύρια φωτεινά στοιχεία που δημιουργήθηκαν στη Μεγάλη Έκρηξη, κατά τα τρία πρώτα λεπτά του την ύπαρξη του σύμπαντος. Ο νάνος γαλαξίας περιλαμβάνει μόνο ένα ψεκασμό των άλλων βαρύτερων στοιχείων όπως ο άνθρακας, το άζωτο ή το οξυγόνο που δημιουργούνται αργότερα καθώς αναπτύσσονται τα αστέρια. Η σχεδόν απουσία τέτοιων βαρέων στοιχείων υποδηλώνει ότι μεγάλο μέρος του αρχέγονου αερίου στον νάνο γαλαξία δεν έχει καταφέρει να σχηματίσει αστέρια που στη συνέχεια παράγουν βαριά στοιχεία.
Αρχική πηγή: Δελτίο τύπου Hubble
