На этом снимке, полученном космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА, показана часть карликовой галактики Leo P (звезды внизу справа показаны синим цветом). Leo P — звездообразующая галактика, расположенная на расстоянии около 5 миллионов световых лет в созвездии Льва. Команда ученых собрала данные примерно о 15 000 звезд Льва P, чтобы определить историю их звездообразования. Фото предоставлено: Кристен МакКуинн/Космический телескоп имени Джеймса Уэбба НАСА
В исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, группа исследователей под руководством Кристен МакКуинн, ученого из Научного института космического телескопа и доцента кафедры физики и астрономии Школы искусств и наук Университета Рутгерса и Нью-Брансуика, сообщила: что Лев P, маленькая галактика и далекий сосед Млечного Пути, был «вновь зажжен», реактивирован и произвел звезды в течение значительного периода времени на временной шкале Вселенной, в то время как сформировались многие другие маленькие галактики. Не галактики.
Изучая галактики на ранних стадиях их формирования и в различных средах, астрономы смогут глубже понять происхождение Вселенной и фундаментальные процессы, которые ее формируют.
Маккуинн и другие члены исследовательской группы изучали Лео П с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, космического устройства с большим сегментированным зеркалом и обширным солнцезащитным козырьком, которые позволяют ему захватывать подробные изображения далеких небесных объектов.
Лео P, карликовая галактика, расположенная примерно в 5,3 миллионах световых лет от Земли, была открыта в 2013 году Маккуинном и другими учеными. Небесная структура находится достаточно далеко от Местной группы, скопления галактик в Млечном Пути, чтобы быть ее соседом, находящимся под влиянием гравитационных полей более крупных звездных систем.
Галактика, расположенная в созвездии Льва, размером со звездное скопление в Млечном Пути и примерно того же возраста, что и Млечный Путь. Буква «P» в слове «P» во Льве означает «нетронутая», поскольку галактика содержит лишь несколько химических элементов, кроме водорода и гелия.
«Leo P представляет собой уникальную лабораторию для детального изучения ранней эволюции маломассивной галактики», — сказал Маккуинн, который также является руководителем миссии Центра научных операций космического телескопа Нэнси Грейс Роман в Научном институте космического телескопа в Балтиморе. .
Команда начала с глубокого взгляда в прошлое. Поскольку возраст звезд, обнаруженных командой с помощью телескопа, составляет около 13 миллиардов лет, они могут служить «окаменелыми записями» звездообразования в древние времена.
«По сути, вместо того, чтобы исследовать звезды на месте». [in their original positions] По мере того, как они формируются в ранней Вселенной, мы изучаем звезды, которые выжили на протяжении всей космической истории, и используем их современные свойства, чтобы сделать вывод о том, что происходило в более ранние времена», — сказал МакКуинн.
Команда обнаружила, что Leo P сформировал звезды на раннем этапе, но затем прекратил их производство на несколько миллиардов лет. Это затишье произошло в период, известный как эпоха реионизации. После этой эпохи потребовалось несколько миллиардов лет, чтобы галактика снова вспыхнула и начали формироваться новые звезды.
«У нас есть такие измерения только для трех других галактик — все они изолированы от Млечного Пути — и все они демонстрируют схожую картину», — сказал МакКуинн.
Однако наблюдения за карликовыми галактиками Местной группы показывают, что звездообразование, напротив, в этот период исчезло.
Эпоха, которую астрономы считают важным периодом в истории Вселенной, произошла примерно между 150 миллионами и миллиардом лет после Большого взрыва. В это время сформировались первые звезды и галактики.
Контраст между образованием звезд в карликовых галактиках является убедительным доказательством того, что не только масса галактики во время реионизации определяет, будет ли она стираться, сказал Маккуинн. Его окружающая среда – изолирована ли она или действует как спутник более крупной системы – является важным фактором.
МакКуинн сказал, что наблюдения помогут не только выяснить, когда маленькие галактики образовали свои звезды, но и то, как реионизация Вселенной могла повлиять на формирование небольших структур.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
«Если эта тенденция сохранится, это даст представление о росте структур малой массы, которые не только представляют собой фундаментальное ограничение на формирование структур, но и являются отправной точкой для космологического моделирования», — сказала она.
Исследователи также обнаружили, что Leo P беден металлами: его металличность составляет 3% от металличности Солнца. Это означает, что звезды карликовой галактики содержат в 30 раз меньше тяжелых элементов, чем Солнце, что делает Leo P похожим на первичные галактики ранней Вселенной.
По словам МакКуинна, данные, полученные в результате этих наблюдений, помогут астрономам понять график космических событий, понять, как небольшие структуры развивались на протяжении миллиардов лет, и узнать больше о процессах, которые привели к образованию звезд.
Среди других ученых Рутгерса, участвовавших в исследовании, были Элисон Брукс, доцент; Роджер Коэн, научный сотрудник; и Макс Ньюман, аспирант, все с факультета физики и астрономии.
Информация от: Университетом Рутгерса
