Космический телескоп НАСА - Хаббл во время долгосрочного наблюдения обнаружил основную популяцию галактик, которые произвели большую часть новых звезд в первые годы существования Вселенной. Сообщение об открытии появилось на официальном сайте космического телескопа.

Среди всех галактик, захваченных за весь период наблюдений «глубоким взглядом Хаббла» в ультрафиолетовом свете, эти галактики являются самыми тусклыми и крошечными, но одновременно самыми многочисленными. 58 миниатюрных галактик-невидимок запечатлены Хабблом в том виде, который они имели более 10 млрд. лет назад в период активного рождения звезд во Вселенной. «Малышей» оказалось в сто раз больше, по сравнению с числом их громоздких собратьев, но, по сравнению с галактиками, обнаруженными во время прежних исследований глубоких мест ранней Вселенной, они были в сто раз бледнее их.

Эти галактики были слишком слабы, чтобы их мог увидеть Хаббл. Астрономам пришлось объединить телескоп с естественным зум-объективом в космическом пространстве, который образуется гравитацией гигантского скопления галактик Abell 1689. Кластер настолько массивен, что он увеличивает свет от далеких, расположенных за ним галактик благодаря явлению, называемому гравитационное линзирование. Мощное гравитационное поле заставляет распространяться световые волны по криволинейной траектории. Кривизна пространства действует как гигантское кривое зеркало, вытягивая и придавая блеск удаленным объектам.

Руководитель исследований из Университета Калифорнии, рассказал об опасениях астрономов, что находки являются только самыми яркими среди далеких галактик, в то время как яркие галактики являются только верхушкой айсберга. Ученые предполагали, что большинство звезд, образующихся в ранней Вселенной, рождаются в галактиках, которые невозможно увидеть вообще. Теперь, когда Хаббл помог найти галактики-невидимки, ученые получили уверенность, что им удалось рассмотреть весь айсберг целиком.

Команда ученых считает, что полученные изображения «невидимок» завершили перепись галактик Вселенной в эпоху, когда возраст ее составлял 3.4 млрд. лет. Если найденная выборка галактик представляет основную популяцию этого раннего времени, можно считать их источником образования большинства новых звезд. Один из членов команды, также из Университета Калифорнии, Риверсайд, первый автор, описывавший результаты научной работы, объяснил, что, не смотря на то, что галактики эти очень тусклы, их огромное число означает, что они обеспечивали большую часть звездообразования в период этой эпохи.

Ученый также отметил, что открытие популяции галактик-невидимок подтверждает предположение о том, что излучение, испускаемое горячими звездами крошечных галактик достаточное, чтобы ионизировать водород. Именно этот процесс примерно 13 млрд. лет назад, в период 1-го млрд. лет после Большого Взрыва сделал Вселенную прозрачной для света и позволил астрономам заглядывать в далекое прошлое. Этот процесс был назван учеными реионизацией. Хотя найденные галактики появилсь на несколько млрд. лет позже периода реионизации, похоже, что некоторые из них или подобные им играли большую роль в реионизации», - сказал ученый.

Благодаря анализу Хаббла удалось определить форму и размеры крошечных невидимых галактик. Оказалось, что они представляют собой небольшие объекты неправильной формы, поперечный размер которых достигает всего нескольких световых лет в поперечнике. Даже в период зрелости масса этих галактик будет составлять от одной сотой до одной десятой массы Млечного пути. Они переживают период бурного рождения звезд, поэтому в их свете преобладает ультрафиолетовое свечение формирующихся звезд.

Исследовательская группа использовала для наблюдения за галактиками-невидимками Wide Field Camera 3 – последний наиболее технологически продвинутый инструмент для съемки в видимом спектре, который позволяет получать изображения астрономических объектов в очень широком диапазоне волн с большим полем зрения, чтобы найти тусклый ультрафиолетовый свет – надежный индикатор звездного рождения в звездообразующих галактиках. Они установили, что галактики уже присутствовали во Вселенной в период, когда она переживала звездный «беби-бум», его пик по оценкам пришелся на промежуток между 9 млрд. и 12 млрд. лет назад.

В данном исследовании ученые не стремились найти большее количество галактик, они искали самые тусклые среди них.

Эта стратегия съемки большого количества фоновых галактик во время глубокого наблюдения с кластерным линзированием используется в новом трехлетнем исследовательском проекте Хаббла "Frontier Field" – «Пограничное поле». Астрономы используют Хаббл и увеличительную силу шести массивных скоплений галактик в охоте на крошечные галактики-невидимки, «жившие» 12 - 13 млрд. лет назад.

Галактики, обнаруженные во время этих линзированных исследований, станут главными объектами для телескопа Джеймса Вебба, который НАСА планирует запустить в 2018 году. Первой начнет функционировать инфракрасная обсерватория. Используя спектроскопию, Вебб сможет выделить составляющие цвета в свете каждой галактики. При помощи спектрального анализа можно получить информацию о рождении звезд и о химическом составе галактик-невидимок.