'Distributionen av satellitgalaxer som kretsar kring en datasimulerad galax, som förutsagt av den kosmologiska modellen Lambda-kall-mörk-materia. De blå cirklarna omger de ljusare satelliterna, de vita cirklar de ultrafärgade satelliterna (så svaga att de inte syns direkt på bilden). De ultrafärgade satelliterna är bland de äldsta galaxerna i universum; de började bildas när universum bara var cirka 100 miljoner år gammalt (jämfört med dess nuvarande ålder på 13,8 miljarder år). Bilden har genererats från simuleringar från Auriga -projektet som utförts av forskare vid Institute for Computational Cosmology, Durham University, STORBRITANNIEN, Heidelberginstitutet för teoretiska studier, Tyskland, och Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland.' Kredit:Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannien/ Heidelberg Institute for Theoretical Studies, Tyskland / Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland.
Astronomer har identifierat några av de tidigaste galaxerna i universum.
Teamet från Institute for Computational Cosmology vid Durham University och Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, har hittat bevis på att de svagaste satellitgalaxerna som kretsar kring vår egen Vintergatans galax är bland de allra första galaxerna som bildades i vårt universum.
Forskare som arbetar med denna forskning har beskrivit fyndet som "enormt spännande" och förklarar att att hitta några av universums tidigaste galaxer som kretsar runt Vintergatan är "motsvarande att hitta resterna av de första människorna som bebodde jorden."
Forskargruppens resultat tyder på att galaxer inklusive Segue-1, Boots jag, Tucana II och Ursa Major I är faktiskt några av de första galaxerna som någonsin bildats, tros vara över 13 miljarder år gammal.
När universum var cirka 380, 000 år gammal, de allra första atomerna bildades. Dessa var väteatomer, det enklaste elementet i det periodiska systemet. Dessa atomer samlades i moln och började svalna gradvis och bosatte sig i de små klumparna eller "glorierna" av mörk materia som kom från Big Bang.
Denna kylningsfas, känd som "kosmiska mörka tider", varade i cirka 100 miljoner år. Så småningom, gasen som hade svalnat inne i glorierna blev instabil och började bilda stjärnor - dessa föremål är de allra första galaxerna som någonsin har bildats.
Med bildandet av de första galaxerna, universum bröt ut i ljuset, som tar slut på de kosmiska mörka tiderna.
Dr Sownak Bose, vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, arbetar med Dr Alis Deason och professor Carlos Frenk vid Durham University's ICC, identifierade två populationer av satellitgalaxer som kretsar runt Vintergatan.
Den första var en mycket svag befolkning bestående av galaxerna som bildades under "kosmiska mörka tider". Den andra var en något ljusare befolkning bestående av galaxer som bildades hundratals miljoner år senare, en gång kunde vätet som hade joniserats av den intensiva ultravioletta strålningen som de första stjärnorna släppte ut svalna till mer massiva halor av mörk materia.
Anmärkningsvärt, laget fann att en modell för galaxbildning som de hade utvecklat tidigare överensstämde perfekt med data, tillåta dem att utläsa bildningstiderna för satellitgalaxerna.
Deras resultat publiceras i Astrofysisk tidskrift .
Professor Carlos Frenk, Direktör för Durham University's Institute for Computational Cosmology, sade:"Att hitta några av de allra första galaxerna som bildades i vårt universum som kretsar i Vintergatans egen bakgård är den astronomiska motsvarigheten till att hitta resterna av de första människorna som bebodde jorden. Det är enormt spännande.
'Distributionen av satellitgalaxer som kretsar kring en datasimulerad galax, som förutsagt av den kosmologiska modellen Lambda-kall-mörk-materia. Ultrafaint -satelliter är bland de äldsta galaxerna i universum; de började bildas när universum bara var cirka 100 miljoner år gammalt (jämfört med dess nuvarande ålder på 13,8 miljarder år). Bilden har genererats från simuleringar från Auriga -projektet som utförts av forskare vid Institute for Computational Cosmology, Durham University, STORBRITANNIEN, Heidelberginstitutet för teoretiska studier, Tyskland, och Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland.' Kredit:Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannien / Heidelberg Institute for Theoretical Studies, Tyskland / Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland.
"Vårt fynd stöder den nuvarande modellen för utvecklingen av vårt universum, "Lambda-kall-mörk-materia-modellen" där de elementära partiklarna som utgör den mörka materien driver den kosmiska utvecklingen. "
The intense ultraviolet radiation emitted by the first galaxies destroyed the remaining hydrogen atoms by ionizing them (knocking out their electrons), making it difficult for this gas to cool and form new stars.
The process of galaxy formation ground to a halt and no new galaxies were able to form for the next billion years or so.
Så småningom, the halos of dark matter became so massive that even ionized gas was able to cool. Galaxy formation resumed, culminating in the formation of spectacular bright galaxies like our own Milky Way.
Dr. Sownak Bose, who was a Ph.D. student at the ICC when this work began and is now a research fellow at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, said:"A nice aspect of this work is that it highlights the complementarity between the predictions of a theoretical model and real data.
"A decade ago, the faintest galaxies in the vicinity of the Milky Way would have gone under the radar. With the increasing sensitivity of present and future galaxy censuses, a whole new trove of the tiniest galaxies has come into the light, allowing us to test theoretical models in new regimes."
Dr. Alis Deason, who is a Royal Society University Research Fellow at the ICC, Durham University, said:"This is a wonderful example of how observations of the tiniest dwarf galaxies residing in our own Milky Way can be used to learn about the early Universe."
