Bildkredit: Hubble
Astronomer har sett ett antal unga stjärnhopar utspridda runt en mycket gammal elliptisk galax – detta ifrågasätter den etablerade teorin att gamla galaxer bara innehåller äldre stjärnor. Teamet använde rymdteleskopet Hubble och ESO Very Large Telescope för att ta en serie bilder av galaxen NGC 4365, och de kunde identifiera stjärnhopar som bara var några miljarder år gamla, medan majoriteten var över 12 miljarder år gamla . Varför galaxen innehåller en sådan kombination av unga och gamla stjärnor är fortfarande ett mysterium.
Genom att kombinera data från NASA/ESA rymdteleskop Hubble och ESO Very Large Telescope (VLT) har en grupp europeiska och amerikanska astronomer gjort en stor upptäckt. De har identifierat ett stort antal 'unga' stjärnhopar, i en gammal elliptisk galax.
För första gången har det varit möjligt att identifiera flera distinkta perioder av stjärnbildning i en galax lika gammal som denna. Elliptiska galaxer har alltid ansetts ha genomgått en tidig stjärnbildande period och därefter sakna stjärnbildning. Men kombinationen av de bästa och största teleskopen i rymden och på marken har nu tydligt visat att det finns mer än vad man kan se.
Innehåller elliptiska galaxer bara gamla stjärnor?
En av utmaningarna med modern astronomi är att förstå hur galaxer – stora system av stjärnor, gas och stoft – bildas och utvecklas. När bildades de flesta stjärnorna i universum? Händdes detta i ett mycket tidigt skede, inom några miljarder år efter Big Bang? Har ett betydande antal av de stjärnor vi nu observerar bildats mycket mer nyligen?
Spektakulära kollisioner mellan galaxer äger rum hela tiden, vilket utlöser bildandet av tusentals eller till och med miljontals stjärnor. Men när man tittar på universum som helhet, finns de flesta av dess stjärnor i elliptiska galaxer vars övergripande utseende hittills har fått oss att tro att de, och deras stjärnor och likaså, är gamla.
Dessa elliptiska galaxer lyser med det diffusa, rödaktiga sken som normalt förknippas med stjärnor som är många tusen miljoner år gamla. Men vad är den underliggande blandningen av stjärnor som producerar detta äldre utseende? Kan ett betydande antal mycket yngre stjärnor 'gömma sig' bland de äldre?
Detaljerade observationer med världens främsta teleskop har nu kastat nytt ljus på denna centrala fråga om beteendet hos några av de viktigaste byggstenarna i universum.
Kosmisk paleontologi
För att bryta stjärnets 'cocktail' i elliptiska galaxer i dess olika beståndsdelar, observerade ett team av europeiska och amerikanska astronomer massiva stjärnhopar i och runt närliggande galaxer. Dessa 'klotformiga' hopar, så kallade på grund av sin form, finns i stort antal runt alla observerade galaxer och bildar ett slags 'skelett' inom sina värdgalaxer. Dessa 'ben' får ett avtryck för varje avsnitt av stjärnbildning de genomgår. Genom att läsa klothoparnas åldrar i en galax är det möjligt att identifiera de tidigare epok(erna) av aktiv stjärnbildning i en galax.
Genom att läsa avtrycken och härleda åldersfördelningen för klothoparna kan astronomer avslöja när många av stjärnorna i elliptiska galaxer bildades. Detta liknar hur en paleontolog använder dinosauriernas skelett för att härleda information om den era de levde i.
En överraskande upptäckt
Teamet kombinerade bilder av ett antal galaxer från Hubbles Wide Field och Planetary Camera 2 med infraröda bilder från multimode ISAAC-instrumentet på 8,2 m VLT Antu-teleskopet vid ESO Paranal Observatory (Chile). Till sin stora förvåning upptäckte de att många av klothoparna i en av dessa galaxer, NGC 4365, en medlem av den stora galaxhopen Jungfrun, bara var några tusen miljoner år gamla, mycket yngre än de flesta av de andra stjärnorna i denna galax (ungefär 12 tusen miljoner år gammal).
Astronomerna kunde identifiera tre stora grupper av stjärnhopar. Det finns en gammal population av hopar av metallfattiga stjärnor, några hopar av gamla men metallrika stjärnor och nu, sett för första gången, en population av hopar med unga och metallrika stjärnor.
Dessa resultat har bekräftats till fullo av spektroskopiska observationer gjorda med ett annat av världens gigantiska teleskop, 10-meters Keck på Hawaii.
'Det är ett stort nöje att se två projekt som helt eller delvis finansieras av Europa - VLT och Hubble - arbeta tillsammans för att producera ett så viktigt vetenskapligt resultat', säger Piero Benvenuti, ESA Hubble Project Scientist. 'Synergin mellan de mest avancerade mark- och rymdteleskopen fortsätter att bevisa sin effektivitet, vilket banar väg för imponerande nya upptäckter som annars inte skulle vara möjliga.'
Upptäckten av unga klothopar i gamla galaxer är överraskande eftersom stjärnorna i de jättelika elliptiska galaxerna fram till nu troddes ha bildats under en enda period tidigt i universums historia. Det är nu klart att några av galaxerna kan dölja sin sanna natur och att de verkligen har upplevt mycket nyare perioder av större stjärnbildning.
Ursprunglig källa: ESA News Release