Den minsta galaxen som någonsin skådats: ”Det är som att ha en perfekt fungerande människa som är lika 

Astronomer har upptäckt en samling små galaxer som ligger ungefär 3 miljoner ljusår bort och som innehåller den minsta och ljussvagaste galaxen som någonsin skådats.

Denna galax, med beteckningen Andromeda XXXV, och dess landsmän som kretsar kring vår granngalax, Andromeda, kan förändra hur vi tänker på kosmisk evolution.

Det beror på att så här små dvärggalaxer borde ha förstörts under de varmare och tätare förhållandena i det tidiga universum. Men på något sätt överlevde denna lilla galax utan att bli stekt.

”Det här är fullt fungerande galaxer, men de är ungefär en miljondel så stora som Vintergatan”, säger Eric Bell, professor vid University of Michigan, i ett uttalande. ”Det är som att ha en perfekt fungerande människa som är lika stor som ett riskorn.”

Möt Andromeda XXXV

Dvärggalaxer i sig är inget nytt för forskarna. Vår egen galax, Vintergatan, omges av dussintals av dessa satellitgalaxer som fångats i klorna på dess mer väldiga galaxer.

Det finns dock en hel del om dvärggalaxer som forskarna inte känner till. Detta beror på att de, eftersom de är mindre, är mycket ljussvagare än större galaxer, vilket gör dem svårare att upptäcka och svårare att studera på stora avstånd.

Astronomer har lyckats bestämma många dvärggalaxer i omloppsbana runt Vintergatan, men det har varit otroligt svårt att identifiera dvärggalaxer runt våra ljusstarka galaktiska grannar. Det betyder att dvärggalaxerna i Vintergatan har varit vår enda källa till information om små satellitgalaxer.

Denna uppgift är något mindre utmanande runt den närmaste större galaxen till Vintergatan, Andromeda. Andra dvärggalaxer har upptäckts runt Andromeda tidigare, men dessa har varit stora och ljusstarka, vilket bara bekräftar den information som astronomer har samlat in om dvärggalaxer runt Vintergatan.

För att upptäcka dessa paradigmskiftande mindre och ljussvagare dvärggalaxer har forskarlagets ledare Marcos Arias, astronom vid University of Michigan, och hans kollegor sökt igenom olika massiva astronomiska datamängder. Teamet kunde också få tid med rymdteleskopet Hubble för att hjälpa till i sökandet.

Detta avslöjade att Andromeda XXXV inte bara är en satellitgalax, utan att den också är tillräckligt liten för att förändra teorierna om hur galaxer utvecklas.

”Det var verkligen överraskande”, säger Bell. ”Det är det svagaste du hittar i närheten, så det är bara ett ganska snyggt system. Men det är också oväntat på många olika sätt.

En kosmisk mordgåta

En av de viktigaste aspekterna av galaktisk evolution är hur länge deras stjärnbildningsperioder varar. Detta verkade vara den största skillnaden mellan Vintergatans dvärggalaxer och de mindre satellitgalaxerna i Andromeda.

– De flesta av Vintergatans satelliter har mycket gamla stjärnpopulationer. De slutade bilda stjärnor för ungefär 10 miljarder år sedan, förklarar Arias. Vad vi ser är att liknande satelliter i Andromeda kan bilda stjärnor för upp till några miljarder år sedan, runt 6 miljarder år.

Stjärnbildning kräver en stadig tillförsel av gas och stoft för att kollapsa och ge upphov till stjärnkroppar. När gasen är borta avstannar stjärnbildningen och galaxen ”dör”.

Bell beskrev därför situationen runt dessa små galaxer som ett ”mordmysterium”. Upphörde stjärnbildningen när dvärggalaxernas gasförråd försvann av sig själva, eller när dessa gaser avlägsnades av gravitationen av en stor galaktisk värd?

I fallet med Vintergatan verkar det som om gasen för stjärnbildning försvann av sig själv; Men för de mindre galaxerna runt Andromeda verkar det som om de ”dödades” av sin modergalax.

– Det är lite mörkt, men antingen ramlade de eller blev de knuffade? De här galaxerna verkar ha knuffats bort, säger Bell. I och med det har vi lärt oss något kvalitativt nytt om hur galaxer bildas från dem, säger han.

Vad som är ännu mer märkligt är den långa period av stjärnbildning som Andromeda XXXV upplever. För att förstå varför är det nödvändigt att resa tillbaka i tiden till födelsen av de första galaxerna.

Varför är inte Andromeda XXXV en ”friterad” galax?

Universums tidigaste epok kännetecknades av otroligt varma och täta förhållanden. Denna inflationsperiod, som inleddes av Big Bang, fortsatte, och universum skingrades och svalnade. Detta gjorde det möjligt för de första väteatomerna att ta form och ge upphov till de första stjärnorna, som samlades i de första galaxerna.

Dessa stjärnor och galaxer sköt ut energi, precis som de första matande svarta hålen som värmde upp kosmos. Detta signalerade döden för mycket små galaxer, och forskare teoretiserar att denna värme ”kokade bort” den gas som behövs för stjärnbildning i sådana samlingar av stjärnor.

Men på något sätt överlevde Andromeda XXXV!

”Vi trodde att de i princip alla skulle stekas eftersom hela universum förvandlades till ett kar med kokande olja”, säger Bell. ”Vi trodde att den helt skulle förlora sin gas, men det händer tydligen inte, för den här saken är ungefär 20 000 solmassor och ändå bildade den stjärnor alldeles utmärkt i några extra miljarder år.”

Exakt hur Andromeda XXXV motstod att bli stekt är fortfarande ett mysterium.

”Jag har inget svar”, sa Bell. ”Det är också fortfarande sant att universum hettades upp; Vi lär oss bara att konsekvenserna är mer komplicerade än vi trodde.”