กาแลคซีที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาลกำลังลอยอยู่นอกทางช้างเผือก

เป็นเรื่องง่ายที่จะอยู่ถัดจากใครบางคนเป็นเวลานานโดยไม่ได้เรียนรู้อะไรมากมายเกี่ยวกับพวกเขา แต่บางครั้งเพื่อนบ้านของเราก็น่าสนใจมากกว่าที่เราคิดโดยเฉพาะเมื่อพวกเขาเป็นของเรา กาแล็คซี่ เพื่อนบ้าน อาจกลายเป็นว่าพวกเขามีเรื่องราวที่ยอดเยี่ยมที่จะบอกหรือว่าพวกเขาเป็นกาแลคซีที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาลที่น่าสะพรึง และเฮ้คุณจะไม่ทราบหรือไม่ว่านั่นเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติมองดูกาแลคซีจาง ๆ รอบกาแลคซีของเราทางช้างเผือก

ในบทความที่ตีพิมพ์ในวันพฤหัสบดีที่ วารสารฟิสิกส์ดาราศาสตร์ นักดาราศาสตร์ที่ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนและสถาบันจักรวาลวิทยาคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยเดอแรมในสหราชอาณาจักรแสดงหลักฐานว่ากาแลคซีแคระที่อยู่รอบ ๆ เรานั้นมีอายุเก่าแก่ที่สุดในจักรวาล กาแลคซีสลัวขนาดเล็กเหล่านี้อาจมีอายุมากกว่า 13 พันล้านปีก่อตัวขึ้นในช่วงปลายยุคมืดในช่วงแรกของจักรวาลเมื่อสสารเย็นลงประมาณ 100 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง

แต่นี่ไม่ใช่สิ่งที่พวกเขากำลังมองหา

“ มันเป็นเรื่องของการค้นพบโดยบังเอิญในบางระดับเพราะเราเริ่มโครงการโดยหวังว่าจะทำอย่างอื่นจริง ๆ ซึ่งโดยทั่วไปนับจำนวนกาแลคซีขนาดเล็กรอบกาแลคซีที่มีลักษณะคล้ายทางช้างเผือก” Sownak Bose, Ph.D., a เพื่อนหลังปริญญาเอกที่ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนและผู้เขียนคนแรกของการศึกษาบอก ผกผัน. “ นี่เป็นแบบฝึกหัดการนับง่าย ๆ ”

Bose และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังตรวจสอบ "ฟังก์ชั่นการส่องสว่าง" ของกาแลคซีแคระเหล่านี้ซึ่งเป็นมาตรวัดที่อธิบายการกระจายของความสว่างในกลุ่มของวัตถุ รูปแบบของจักรวาลวิทยา ฟังก์ชั่นการส่องสว่างที่เรียบง่ายคือวิธีการอธิบายกาแลคซีหรือกระจุกดาวอื่น ๆ ซึ่งง่ายกว่าการอธิบายดาวแต่ละดวงในมวล เมื่อพวกเขาทำกราฟฟังก์ชั่นความส่องสว่างของเพื่อนบ้านกาแลคซีจาง ๆ ของเราโบสและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่ากาแลคซีตามโค้งที่ราบเรียบมากซึ่งมีสลัวจางกว่าและสว่างน้อยกว่า

อย่างไรก็ตามวลีสำคัญที่นี่คือ“ สวยมาก”

“ จริง ๆ แล้วมันเป็นเส้นตรงที่มีอะไรบางอย่างที่หงิกงออยู่ในนั้นคล้ายกับหุบเขา” โบสกล่าว “ ดังนั้นหลังจากการทดลองบางอย่างเราจึงรู้ว่าสิ่งที่เหมาะกับคุณลักษณะนี้คือขนาดที่กาแลคซีเปลี่ยนจากกาแลคซีที่เกิดขึ้นเร็วไปจนถึงจุดสิ้นสุดของยุคมืดที่เรียกว่าต้นยุคแรกและที่เกิดขึ้นในภายหลัง” คำพวกเขาตระหนักว่าการกระจายตัวของกาแลคซีที่สว่างและสลัวนี้แบ่งกาแลคซีที่มีอายุมากกว่าออกจากกาแลคซีที่อายุน้อยกว่าซึ่งเป็นแนวโน้มที่เหมาะสมกับแบบจำลอง LCDM ซึ่งบอกว่าพวกมันอยู่บนบางสิ่ง

“ เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจที่แบบจำลองของเราเห็นด้วยกับข้อมูลเป็นอย่างดี!” Alis Deason, Ph.D., นักวิจัยของมหาวิทยาลัย Royal Society ที่ ICC และหนึ่งในผู้เขียนร่วมของการศึกษาบอก ผกผัน. แต่แน่นอนว่าเธอตั้งข้อสังเกตว่าพวกเขาต้องการให้แน่ใจว่าถูกต้อง “ ปฏิกิริยาเริ่มต้นของเราคือการมองโลกในแง่ดีอย่างระมัดระวังและทดสอบมากมาย!”

หลังจากการวิเคราะห์เพิ่มเติมนักวิจัยสรุปว่ากาแลคซีที่เล็กกว่าจะต้องก่อตัวได้นานกว่ากาแลคซีที่เพิ่งเกิดขึ้น เนื่องจากดาวในกาแลคซีผลิตขยะอะตอมและมลพิษจำนวนมากเมื่อพวกมันตายในซูเปอร์โนวาถ้าดาวหยุดก่อตัวเมื่อนานมาแล้วกาแลคซีบ้านของพวกเขาควรมีขยะจากซูเปอร์โนวาน้อยกว่าทำให้พวกมันหรี่กว่ากาแลคซี่ มีวัสดุมากกว่าที่จะดึงจากกาแลคซีและซุปเปอร์โนวาอื่น ๆ

“ เราพบว่ากาแลคซีเก่ามักจะมีมวลน้อยกว่าในจำนวนดาวที่พวกมันมี” โบสกล่าว “ มันช่วยให้คุณเห็นภาพนี้ซึ่งกาแลคซีขนาดเล็กก่อตัวขึ้นก่อนและหลังมากขึ้นหลังจากการรวมตัวของสิ่งเล็ก ๆ มากมาย”

ทั้ง Bose และ Deason ระมัดระวังที่จะทราบว่าพวกเขาไม่ได้ทำ ค้นพบ กาแลคซีโบราณเหล่านี้ แต่พวกเขาระบุว่ามันเป็นกาแลคซีที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนของจักรวาล อย่างไรก็ตามมันเป็นเรื่องใหญ่เพราะการสำรวจโดยตรงเหล่านี้ยืนยันว่าแบบจำลอง LCDM ของเอกภพน่าจะถูกต้องซึ่งหมายความว่าฟังก์ชั่นการส่องสว่างอาจเป็นวิธีที่เชื่อถือได้อย่างสมเหตุสมผลในการบอกอายุของกาแลคซี

ตอนนี้พวกเขาได้ระบุกาแลคซีเก่าเหล่านี้แล้วนักวิจัยสามารถดูพวกเขาอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับเงื่อนไขของเอกภพยุคแรก ๆ

“ เราต้องการสำรวจว่าเราจะใช้กาแลคซีแคระเล็ก ๆ เหล่านี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเอกภพยุคแรกได้อย่างไรได้อย่างไร” Deason กล่าว “ ตัวอย่างเช่นคุณสมบัติของพวกเขา (เช่นขนาดองค์ประกอบทางเคมี) สามารถบอกเราเกี่ยวกับการก่อตัวกาแลคซีในระยะเริ่มต้นที่สำคัญเหล่านี้ได้อย่างไร”