58 молодых крошечных галактик, обнаруженных Хабблом, были сфотографированы так, как они выглядели более 10 миллиардов лет назад, во время расцвета звездного рождения. Недавно открытых галактик в 100 раз больше, чем их более массивных собратьев. Но они в 100 раз слабее, чем галактики, обычно обнаруживаемые в предыдущих глубоких полевых исследованиях ранней Вселенной.
Результаты представлены на 223-м заседании Американского астрономического общества в Национальной гавани, штат Мэриленд.Эти галактики обычно были бы слишком тусклыми, чтобы Хаббл мог их увидеть. Чтобы обнаружить их, астрономы объединили Хаббла с естественным зум-объективом в космосе, созданном гравитацией гигантского скопления галактик на переднем плане, Abell 1689. Скопление настолько массивно, что усиливает свет от далеких галактик позади себя из-за явления, называемого гравитационным. линзирование, где кривизна пространства действует как гигантское зеркало, растягивающее и осветляющее далекие объекты.
«Всегда было беспокойство, что мы обнаружили только самые яркие из далеких галактик», — сказал руководитель исследования Брайан Сиана из Калифорнийского университета в Риверсайде. «Яркие галактики, однако, представляют собой верхушку айсберга. Мы считаем, что большинство звезд, образующихся в ранней Вселенной, происходят в галактиках, которые мы обычно вообще не можем видеть. Теперь мы нашли эти« невидимые »галактики, и мы мы действительно уверены, что видим остальную часть айсберга ».
Команда Сианы считает, что она завершила учет галактик в эпоху, когда возраст Вселенной составлял примерно 3,4 миллиарда лет. Если эта выборка галактик является репрезентативной для всего населения в это раннее время, то 80 процентов новых звезд сформировались в этих маленьких галактиках. «Хотя эти галактики очень тусклые, их увеличенное количество означает, что они составляют большую часть звездообразования в эту эпоху», — сказала член группы Анахита Алави, также из Калифорнийского университета в Риверсайде, и первый автор научной статьи, описывающей полученные результаты.Обнаружение этих галактик также помогает поддержать утверждения о том, что горячие звезды в небольших галактиках испускают достаточно излучения, чтобы ионизировать водород, отрывая электроны. Этот процесс, называемый «реионизацией», произошел около 13 миллиардов лет назад, в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва.
Реионизация сделала Вселенную прозрачной для света, что позволило астрономам заглянуть в далекое прошлое. «Хотя галактики в нашей выборке существовали через несколько миллиардов лет после реионизации, предполагается, что галактики, подобные этим, или, возможно, некоторые из этих галактик, действительно сыграли большую роль в реионизации», — сказала Сиана.Эти объекты не похожи на величественные спиральные и эллиптические галактики, которые можно увидеть в наших галактических окрестностях. «Гравитационное линзирование расширяет видимую форму далеких галактик, разрешая их.
Без линзирования некоторые из галактик были бы просто точечными источниками для Хаббла. Теперь у нас есть представление об их размерах, которые раньше было невозможно измерить, потому что галактики остались нерешенными ", — сказал Алави.
Анализ Хаббла показывает, что это небольшие объекты неправильной формы размером всего несколько тысяч световых лет в поперечнике. Даже когда они полностью созреют, эти галактики будут иметь массу от одной десятой до одной сотой массы Млечного Пути. Поскольку они переживают огненную бурю рождения звезд, в их свете преобладает ультрафиолетовое свечение молодых звезд.
Исследовательская группа использовала широкоугольную камеру 3 Хаббла для поиска слабых звездообразующих галактик в ультрафиолетовом свете, что является надежным индикатором рождения звезд. Галактики существовали, когда Вселенная переживала «бэби-бум» звездообразования, пик которого, по оценкам, достиг между 9 и 12 миллиардами лет назад.«Наша цель с этими наблюдениями состояла не в том, чтобы найти большое количество галактик, а в том, чтобы найти гораздо более тусклые галактики», — объяснил Алави.Эта стратегия исследования большого количества фоновых галактик с глубокими наблюдениями линзирующих скоплений используется в новом трехлетнем обзоре Хаббла, названном Frontier Fields.
Астрономы Хаббла используют телескоп Хаббла для использования увеличения шести массивных скоплений галактик в поисках небольших галактик, существовавших более 12-13 миллиардов лет назад.Галактики, обнаруженные в этих линзовых обзорах, станут основными целями для космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, инфракрасной обсерватории, запуск которой запланирован на 2018 год.
С помощью спектроскопии Уэбб сможет разделить свет от каждой галактики на составляющие его цвета. Этот анализ дает информацию о рождении звезд и химическом составе каждой галактики.