В ранней Вселенной обнаружено множество карликовых галактик

Команда ученых под руководством астрономов из Калифорнийского университета обнаружила большую популяцию далеких карликовых галактик, которые могли бы раскрыть важные детали о продуктивном периоде звездообразования во Вселенной миллиарды лет назад.

Результаты исследования, опубликованного в Astrophysical Journal, опираются на растущий объем знаний о самых маленьких и тусклых галактиках, называемых карликовыми. Несмотря на скромные размеры, они невероятно важны для понимания истории Вселенной.

Считается, что карликовые галактики играли значительную роль в эпоху реионизации, а именно в превращении ранней Вселенной из темной, нейтральной и непрозрачной в яркую, ионизированную и прозрачную.

Но несмотря на их важность, далекие карликовые галактики остаются неуловимыми, потому что они крайне тусклые и находятся за пределами досягаемости даже самых лучших телескопов. Это означает, что текущая картина ранней Вселенной является неполной.

Тем не менее есть способ обойти это ограничение. Как и было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, массивный объект, такой как галактики, расположенный вдоль линии прямой видимости на другой удаленный объект, может выступать в качестве естественной линзы, увеличивая свет, исходящий от этого фонового источника.

Этот феномен, известный как гравитационное линзирование, делает фоновый объект визуально более ярким и крупным. Таким образом, эти природные телескопы могут позволить нам обнаружить невидимые из-за большого расстояния карликовые галактики.

В качестве доказательства концепции в 2014 году команда физиков и астрономов из Калифорнийского университета в Риверсайде, включая профессора Брайана Сиана, сфокусировалась на одном из галактических кластеров, создающих эффект гравитационной линзы, и получила представление о том, что, вероятно, является крупной популяцией далеких карликовых галактик. Новое исследование под руководством Анахиты Алави, коллеги Сиана, базируется на этой работе.
Ученые использовали широкоугольную камеру 3 на космическом телескопе «Хаббл», чтобы получить качественные изображения трех галактических скоплений. Оказалось, что Вселенную возрастом от двух до шести миллиардов лет населяло огромное количество далеких карликовых галактик. Это космическое время имеет решающее значение, так как было эпохой самого активного звездообразования.
Чтобы подтвердить, что галактики принадлежали к этому важному космическому периоду, команда воспользовалась данными спектрометра MOSFIRE, работающего в ближнем инфракрасном диапазоне и расположенного в обсерватории Кека на Гавайях.

Эти карликовые галактики в 10–100 раз слабее, чем галактики этого времени, наблюдаемые ранее. Но вместо с тем они гораздо более многочисленны, чем их более яркие современники. Несмотря на их тусклость, они производили более половины ультрафиолетового света в течение того периода. Как известно, ультрафиолетовое излучение создается молодыми горячими звездами, следовательно, карликовые галактики содержали значительную долю новорожденных светил.
Эти галактики, очевидно, игравшие важную роль в эпоху реионизации, станут главными объектами исследования следующего поколения телескопов, в частности космического телескопа Джеймса Уэбба, который планируется запустить в октябре 2018 года.