I Zwicky 18 — самая молодая галактика

I Zwicky 18 — очень яркая карликовая неправильная галактика, намного меньше нашего Млечного Пути, расположенная примерно в 59 миллионах световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы. Она удаляется от нас со скоростью 751 км/с.

В галактике всего несколько старых звезд, но много очень молодых звезд и несколько областей звездных вспышек. Спектроскопия показывает, что ее звезды почти полностью состоят из водорода и гелия — основных ингредиентов, созданных в Большом взрыве.

Этот молодой вид напоминает галактики, обычно встречающиеся только в ранней Вселенной. Однако, слабые, более старые звезды в этой галактике предполагают, что ее звездообразование началось по крайней мере от миллиарда до 10 миллиардов лет назад. Таким образом, галактика, возможно, сформировалась в то же время, что и большинство других галактик в этом регионе, т.е более 10 миллиардов лет назад.

Космический телескоп Хаббла выяснил истинную природу карликовой галактики, которую астрономы долгое время определяли как одну из самых молодых галактик во Вселенной. Астрономы, использующие космический телескоп Хаббла, провели наблюдения галактики I Zwicky 18 и выяснили, что она на самом деле намного старше и намного дальше, чем считалось ранее.

Наблюдения I Zwicky 18 в Паломарской обсерватории около 40 лет назад, казалось, показали, что это одна из самых молодых галактик. Исследования показали, что галактика вспыхнула со звездообразованием через миллиарды лет после своих галактических соседей, таких как наша галактика Млечный Путь. Тогда это было важное открытие для астрономов, так как эта молодая галактика была поблизости и могла быть изучена в мельчайших деталях, то, что невозможно с наблюдениями, сделанными на больших расстояниях, когда Вселенная была намного моложе.

Астрономы обнаружили более слабые старые красные звезды. Таким образом, галактика могла образоваться в то же время, что и большинство других галактик. Хотя галактика не так молода, как считалось когда-то, она, безусловно уникальна. Спектроскопические наблюдения с помощью наземных телескопов показали, что I Zwicky 18 в основном состоит из водорода и гелия, основных ингредиентов, созданных в Большом взрыве. Другими словами, звезды внутри нее не создали такого же количества более тяжелых элементов, как в других галактиках поблизости.

Таким образом, изначальный состав галактики предполагает, что ее скорость звездообразования была намного ниже, чем у других галактик аналогичного возраста. Галактика изучалась большинством телескопов НАСА, включая космический телескоп Спитцер, рентгеновскую обсерваторию Чандра и дальний ультрафиолетовый спектроскопический исследователь (FUSE). Тем не менее, остается загадкой, почему I Zwicky 18 сформировал так мало звезд в прошлом и почему она формирует так много новых звезд прямо сейчас.

Новые данные Хаббла также предполагают, что I Zwicky 18 находится в 59 миллионах световых лет от Земли, почти на 10 миллионов световых лет дальше, чем считалось ранее. По внегалактическим стандартам это все еще близко, но расстояние галактики больше, чем ожидалось, теперь может объяснить, почему астрономам было трудно обнаружить более старые, более слабые звезды в галактике до сих пор. Фактически, слабые старые звезды в I Zwicky 18 почти на пределе чувствительности и разрешения Хаббла.

Ученые обнаружили новое расстояние, наблюдая мигающие звездные маркеры расстояния в пределах I Zwicky 18. Эти массивные звезды, называемые переменными Цефеиды, пульсируют с регулярным ритмом. Время их пульсаций напрямую связано с их яркостью. Сравнивая их фактическую яркость с наблюдаемой яркостью, астрономы могут точно измерить их расстояние.

Была определена наблюдаемая яркость трех цефеид и сравнена с ее с фактической яркостью. Расстояние Цефеид было также подтверждено с помощью другого индикатора расстояния, в частности, наблюдаемой яркости самых ярких красных звезд в характерной фазе эволюции звезд (так называемая «гигантская» фаза).

Переменные звезды Цефеиды изучались десятилетиями (особенно Хабблом) и сыграли важную роль в определении масштаба нашей Вселенной. Однако это первый случай, когда были обнаружены переменные звезды с таким небольшим количеством тяжелых элементов. Это может дать уникальное новое понимание свойств переменных звезд, что в настоящее время является предметом постоянного изучения.