Το Hubble δείχνει ότι ένας γαλαξίας βρέφος δεν είναι και τόσο νέος

Πηγή: Science Daily, 17 Οκτωβρίου 2007

Το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA/ESA Hubble έχει ανακαλύψει την αληθινή φύση ενός νάνου γαλαξία που οι αστρονόμοι εδώ και αρκετό καιρό είχαν προσδιορίσει ως έναν από τους νεώτερους γαλαξίες στον Κόσμο. Τώρα αστρονόμοι με τη βοήθεια του Hubble παρατήρησαν το γαλαξία Ι Zwicky 18 και είδαν ότι  στην πραγματικότητα είναι πολύ παλαιότερος και πολύ πιο μακριά από όσο προηγουμένως μονίζαμε.

Το Hubble βοήθησε τους αστρονόμους να αλλάξουν άποψη για ένα γαλαξία, και από πολύ νεαρός θεωρείται τώρα ενήλικος. Ο γαλαξίας I Zwicky 18, έχει μια νεανική εμφάνιση που μοιάζει με τους γαλαξίες που υπήρχε μόνο στον πρώιμο Κόσμο. Ο Hubble όμως τώρα έχει βρει εξασθενημένα, παλιά αστέρια μέσα του, κάτι που δείχνει ότι ο γαλαξίας μπορεί να είχε σχηματιστεί ταυτόχρονα με τους περισσότερους άλλους γαλαξίες.

Παρατηρήσεις του I Zwicky 18 με το παρατηρητήριο Palomar πριν περίπου 40 χρόνια έδειξαν ότι ήταν ένας από τους νεώτερους γαλαξίες στον κοντινό Κόσμο. Οι μελέτες πρότειναν ότι είχε γίνει έκρηξη σχηματισμού δισεκατομμυρίων νέων άστρων στο γαλαξία αυτό, μετά από τους γαλαξιακούς γείτονές του όπως είναι ο Γαλαξία μας. Τότε αυτή η ανακάλυψη ήταν σημαντική για τους αστρονόμους, δεδομένου ότι αυτός ο νέος γαλαξίας ήταν επίσης κοντά μας και εύκολο να μελετηθεί με μεγάλη λεπτομέρεια. Κάτι που δεν είναι δυνατό να γίνει με τους γαλαξίες που είναι σε μεγάλες αποστάσεις, όταν ο Κόσμος ήταν πολύ νεώτερος.

Αλλά αυτά τα νέα στοιχεία του Hubble έχουν καταργήσει αυτή την δυνατότητα. Το τηλεσκόπιο βρήκε πολύ παλιά και εξασθενημένα κόκκινα αστέρια μέσα στο γαλαξία, που δείχνει ότι ο σχηματισμός των άστρων του άρχισε τουλάχιστον ένα δισεκατομμύριο έτη πριν και ενδεχομένως τουλάχιστον 10 δισεκατομμύρια έτη πριν. Ο γαλαξίας, επομένως, μπορεί να είχε σχηματιστεί ταυτόχρονα με τους περισσότερους άλλους γαλαξίες.

Αν και ο γαλαξίας δεν είναι τόσο νεανικός όσο θεωρήθηκε κάποτε, αλλά έχει κάποια μοναδικότητα στον κοντινό κόσμο μας, λέει η αστρονόμος Alessandra Aloisi από την Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία, που καθοδήγησε τη νέα μελέτη. Οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις με τα επίγεια τηλεσκόπια έχουν δείξει ότι ο γαλαξίας αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, τα κύρια συστατικά που δημιουργήθηκαν στη Μεγάλη Έκρηξη. Με άλλα λόγια τα αστέρια μέσα σε αυτόν δεν έχουν δημιουργήσει την ίδια ποσότητα βαρύτερων στοιχείων όπως φαίνονται σε άλλους γαλαξίες εδώ κοντά.

Κατά συνέπεια το αρχέγονο υλικό του γαλαξία προτείνει ότι ο ρυθμός του σχηματισμού των άστρων είναι πολύ μικρότερος από αυτό άλλων γαλαξιών με παρόμοια ηλικία. Ο γαλαξίας μελετήθηκε με το μεγαλύτερο μέρος των τηλεσκοπίων της NASA, συμπεριλαμβανομένου του διαστημικού τηλεσκοπίου Spitzer, του παρατηρητήριου Chandra των ακτίνων X, και του FUSE στις υπεριώδεις ακτίνες. Εντούτοις, παραμένει σημαντικό μυστήριο γιατί το ο γαλαξίας I Zwicky 18 διαμόρφωσε τόσο λίγα αστέρια στο παρελθόν, και γιατί διαμορφώνει τόσα πολλά νέα αστέρια τώρα.

Τα νέα στοιχεία του Hubble επίσης προτείνουν ότι ο I Zwicky 18 είναι 59 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, σχεδόν 10 εκατομμύρια έτη φωτός πιο μακριά από όσο προηγουμένως θεωρούσαμε. Για τα εξωγαλαξιακά πρότυπα είναι ακόμα στην κοσμική γειτονιά μας,  ενώ η μεγαλύτερη απόσταση του από το αναμενόμενο μπορεί τώρα να εξηγήσει γιατί οι αστρονόμοι είχαν μια δυσκολία να ανιχνεύσουν, τα παλαιότερα, πιο εξασθενημένα άστρα μέσα στο γαλαξία μέχρι τώρα. Στην πραγματικότητα, τα εξασθενημένα παλαιά αστέρια στο γαλαξία αυτό είναι σχεδόν στο όριο της ευαισθησίας  και της ανάλυσης του Hubble.

Η Alessandra Aloisi διέκρινε τη νέα απόσταση παρατηρώντας να αναβοσβήνουν οι 'αστρικοί φάροι' ή 'κοσμικοί δείκτες' όπως λέγονται οι μεταβλητοί Κηφείδες μέσα στο γαλαξία αυτόν. Αυτά τα μεγάλα αστέρια, οι Κηφείδες, αναβοσβήνουν με έναν κανονικό ρυθμό. Ο συγχρονισμός των παλμών τους συσχετίζεται άμεσα με τη φωτεινότητά τους. Συγκρίνοντας την πραγματική φωτεινότητα τους με την παρατηρηθείσα φωτεινότητά τους, οι αστρονόμοι μπορούν να μετρήσουν ακριβώς την απόστασή τους.

Η ομάδα καθόρισε την παρατηρηθείσα φωτεινότητα τριών Κηφείδων και την σύγκρινε με την πραγματική φωτεινότητα που προβλέφθηκε από τα θεωρητικά μοντέλα  όπως υπολογίστηκε για τα άστρα με χαμηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα του I Zwicky 18, προκειμένου να οριστεί η απόσταση του γαλαξία. Η απόσταση των Κηφειδών  επιβεβαιώθηκε επίσης μέσω ενός άλλου δείκτη της απόστασης, συγκεκριμένα την παρατηρηθείσα φωτεινότητα των πιο λαμπρών κόκκινων αστεριών σε μια χαρακτηριστική αστρική εξελικτική φάση (που λέγεται γιγαντιαία φάση).

Τα μεταβλητά αστέρια Κηφείδες έχουν μελετηθεί δεκαετίες τώρα (ειδικά από τον Hubble) και έχουν συμβάλει στον προσδιορισμό της κοσμικής κλίμακας του κόσμου μας. Είναι η πρώτη φορά, εντούτοις, που  βρέθηκαν μεταβλητά αστέρια με τόσο λίγα βαριά στοιχεία. Αυτό μπορεί να δώσει στους αστρονόμους μοναδικές νέες ιδέες για τις ιδιότητες των μεταβλητών αστεριών, το οποίο είναι τώρα ένα θέμα της τρέχουσας μελέτης.