Uważa się, że galaktyki karłowate odgrywały istotną rolę podczas jednego z najwcześniejszych etapów ewolucji Wszechświata – ery wtórnej jonizacji, gdy wczesny Wszechświat przechodził ze stanu ciemnego, neutralnego i nieprzezroczystego do jasnego, zjonizowanego i przezroczystego (proces ten zachodził od 150 milionów do 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu). Pomimo tego, obiekty te nadal są zagadkowe, bowiem świecą niezwykle słabo i gdy są odległe, trudno je dostrzec nawet przy pomocy największych teleskopów. A to oznacza, że nasz obraz wczesnego Wszechświata pozostaje niekompletny.

Pomoc w badaniach bardzo odległych galaktyk karłowatych nadeszła od strony samej przyrody, a dokładniej od zjawiska zwanego soczewkowaniem grawitacyjnym. Polega ono na tym, że gdy promienie świetlne przechodzą w pobliżu dużej masy, ich bieg ulega zakrzywieniu – masa działa niczym soczewka i może nam powiększyć obraz odległej galaktyki. W ten sposób galaktyki w normalnych warunkach niewidoczne dla teleskopów, mogą stać się dla nich dostrzegalne.

Aby wykorzystać tę właściwość soczewkowania grawitacyjnego do badań nad galaktykami karłowatymi z wczesnego Wszechświata, naukowcy postanowili w 2014 roku dokonać obserwacji jednej z gromad galaktyk (Abell 1689), która wywołuje zjawisko soczewkowania grawitacyjnego. Wyniki tych badań zostały opisane w artykule, który właśnie ukazał się w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.

Naukowcy prowadzili obserwacje przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble\'a, aby uzyskać głębokie obrazy gromady galaktyk. Na zdjęciach odnaleziono dużą populację galaktyk karłowatych widocznych w stanie, gdy Wszechświat miał od 2 do 6 miliardów lat. Ten przedział czasu był najbardziej produktywny dla procesów gwiazdotwórczych.

Dodatkowo wykorzystano dane spektroskopowe ze spektrografu MOSFIRE, pracującego w W.M. Keck Observatory. Było to potrzebne do potwierdzenia odległości do galaktyk, czyli że faktycznie mamy do czynienia z galaktykami z okresu od 2 do 6 miliardów lat po Wielkim Wybuchu (ponieważ prędkość światła jest skończona, to im dalej patrzymy w kosmos, tym bardziej zagłębiamy się w przeszłość Wszechświata).

Nowo odkryte galaktyki karłowate są od 10 do 100 razy słabsze niż galaktyki do tej pory obserwowane dla tego okresu w historii Wszechświata. Przy czym są znacznie liczniejsze niż ich jaśniejsze odpowiedniczki. Okazało się także, że liczba galaktyk karłowatych ewoluowała w czasie, we wcześniejszych etapach historii Wszechświata było ich więcej niż w czasach późniejszych.

Galaktyki karłowate są najliczniejszym rodzajem galaktyk we wspomnianym okresie historii Wszechświata i pomimo swojego słabego blasku odpowiadają za ponad połowę promieniowania ultrafioletowego. Ponieważ ten rodzaj promieniowania jest produkowany szczególnie przez młode, gorące gwiazdy, oznacza to także, iż galaktyki karłowate zawierały znaczący odsetek nowo utworzonych gwiazd.

Astronomowie mają nadzieję, że kolejna generacja teleskopów pozwoli dokładniej zbadać galaktyki karłowate z wczesnego Wszechświata. Do tych celów służyć będzie m.in. następca Kosmicznego Teleskopu Hubble\'a, czyli Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, którego wystrzelenie NASA planuje na październik 2018 roku. (PAP)

cza/ agt/