Астрономы из Университета Индианы недавно обнаружили, что галактика по прозвищу Леонсино, или «маленький лев», содержит самый низкий уровень тяжелых химических элементов или «металлов», который когда-либо наблюдался в системе звезд, связанных гравитацией.Исследование опубликовано сегодня в Astrophysical Journal.
Ведущий автор статьи — Алек С. Хиршауэр, аспирант Блумингтонского колледжа искусств и факультета астрономии. Другие авторы статьи — профессор Джон Дж. Зальцер и доцент Кэтрин Л. Роуд с кафедры астрономии.«Найти галактику с самым низким содержанием металлов в истории — это захватывающе, поскольку это может помочь в количественном тестировании Большого взрыва», — сказал Зальцер. «Существует относительно немного способов исследовать условия рождения Вселенной, но галактики с низким содержанием металлов являются одними из самых многообещающих».
Это связано с тем, что текущая принятая модель начала Вселенной дает четкие предсказания о количестве гелия и водорода, присутствующих во время Большого взрыва, а соотношение этих атомов в галактиках с низким содержанием металлов обеспечивает прямую проверку модели.В астрономии любой элемент, кроме водорода или гелия, называется металлом. Элементный состав галактик с низким содержанием металлов очень близок к таковому в ранней Вселенной.
Однако, чтобы найти эти галактики с низким содержанием металлов, астрономы должны искать далеко от дома.
Наша собственная галактика Млечный Путь — плохой источник данных из-за высокого уровня более тяжелых элементов, создаваемых с течением времени «звездной обработкой», когда звезды выбрасывают более тяжелые элементы посредством нуклеосинтеза, а затем распределяют эти атомы обратно в галактику, когда они взрываются как сверхновые.«Низкое содержание металлов — это, по сути, признак того, что звездная активность была очень слабой по сравнению с большинством галактик», — сказал Хиршауэр.Леончино считается членом «локальной вселенной», области космоса в пределах примерно 1 миллиарда световых лет от Земли и, по оценкам, содержит несколько миллионов галактик, из которых лишь небольшая часть занесена в каталог. Галактика, ранее считавшаяся самой низкой по содержанию металлов, была обнаружена в 2005 году; однако, по оценкам, содержание металлов в Леончино на 29 процентов ниже.
Содержание элементов в галактике оценивается на основе спектроскопических наблюдений, которые фиксируют световые волны, излучаемые этими системами. Эти наблюдения позволяют астрономам рассматривать свет, излучаемый галактиками, как радугу, создаваемую призмой, рассеивающей солнечный свет.Например, области пространства, образующие звезды, излучают свет, содержащий яркие линии определенного типа, каждая из которых указывает на атомы из различных газов: водорода, гелия, кислорода, азота и других. В свете области звездообразования в Леонсино ученые IU обнаружили линии этих элементов, после чего они использовали законы атомной физики для расчета содержания определенных элементов.
«Картинка стоит тысячи слов, но спектр стоит тысячи картинок», — сказал Зальцер. «Поразительно количество информации, которую мы можем собрать о местах в миллионах световых лет от нас».Наблюдения в рамках исследования проводились с помощью спектрографов на двух телескопах в Аризоне: 4-метровом телескопе Мэйолл в Национальной обсерватории Китт-Пик и многозеркальном телескопе на вершине горы Хопкинс недалеко от Тусона. Галактика была первоначально обнаружена в рамках проекта радиообследования Arecibo Legacy Fast ALFA, или ALFALFA, Корнельского университета.Официально «маленький лев» носит название AGC 198691.
Ученые, проводившие анализ содержания металлов, назвали галактику Леончино в честь местоположения ее созвездия и в знак признания радиоастронома итальянского происхождения Риккардо Джованелли, возглавлявшего группу, которая впервые идентифицировал галактику.Помимо низкого уровня более тяжелых элементов, Леончино уникален в нескольких других отношениях. Так называемая «карликовая галактика» имеет диаметр всего около 1000 световых лет и состоит из нескольких миллионов звезд. Для сравнения, Млечный Путь содержит от 200 до 400 миллиардов звезд.
Леончино также имеет синий цвет из-за присутствия недавно сформированных горячих звезд, но удивительно тусклый, с самым низким уровнем светимости, когда-либо наблюдавшимся в системе такого типа.«Мы очень хотим продолжить исследование этой загадочной галактики», — сказал Зальцер, который занимается наблюдением времени на других телескопах, включая космический телескоп Хаббл, чтобы глубже изучить этот захватывающий объект. «Галактики с низким содержанием металлов чрезвычайно редки, поэтому мы хотим узнать все, что можем».