Eine kleine Galaxie, die die Milchstraße umkreist, ist möglicherweise ein Fossil aus dem frühen Universum.
Die Sterne in der Galaxie, bekannt als Segue 1, sind praktisch rein mit weniger schweren Elementen als die jeder anderen bekannten Galaxie. Solche wenigen Sterne (ungefähr 1.000 im Vergleich zu den 100 Milliarden der Milchstraße) mit so geringen Mengen schwerer Elemente lassen darauf schließen, dass sich die Zwerggalaxie vor fast 13 Milliarden Jahren möglicherweise nicht mehr entwickelt hat.
Wenn dies zutrifft, könnte Segue 1 ein Fenster in das frühe Universum bieten und neue Evolutionswege zwischen Galaxien im frühen Universum aufdecken.
Nur Wasserstoff, Helium und eine kleine Spur Lithium sind vor fast 13,8 Milliarden Jahren aus dem Urknall hervorgegangen und haben ein junges Universum hinterlassen, das praktisch rein war. Im Laufe der Zeit produzierte und zerstreute der Zyklus von Geburt und Tod von Sternen schwerere Elemente (in astronomischen Kreisen oft als „Metalle“ bezeichnet) und pflanzte die Samen, die für felsige Planeten und intelligentes Leben notwendig sind.
Je älter ein Stern ist, desto weniger kontaminiert war er bei der Geburt und desto weniger Metalle schnüren heute die Oberfläche des Sterns. Somit liefern die im Spektrum eines Sterns erkennbaren Elemente einen Schlüssel zum Verständnis der Generationen von Sternen, die der Geburt des Sterns vorausgingen.
Die Sonne ist zum Beispiel metallreich und besteht zu etwa 1,4% aus Elementen, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind. Es entstand erst vor 4,6 Milliarden Jahren - zwei Drittel des Weges vom Urknall bis heute - und entsprang mehreren Generationen früherer Sterne.
Drei in Segue 1 sichtbare Sterne weisen jedoch eine Eisenmenge auf, die etwa 3.000-mal geringer ist als die des Sonneneisens. Oder um den richtigen Jargon zu verwenden, haben diese drei Sterne Metallizitäten unter [Fe / H] = -3,5.
Forscher unter der Leitung von Anna Frebel vom Massachusetts Institute of Technology berichten im Astrophysical Journal, dass Segue 1 „eine überlebende erste Galaxie sein könnte, die nur einen einzigen Sternentstehungsschub erlebt hat“.
Die geringen chemischen Häufigkeiten lassen nicht nur darauf schließen, dass diese Galaxie aus extrem alten Sternen besteht, sondern sie liefern auch verlockende Hinweise auf die Arten von Supernovae-Explosionen, die zur Entstehung dieser Sterne beigetragen haben. Wenn massereiche Sterne explodieren, zerstreuen sie eine Mischung von Elementen; Wenn massearme Sterne explodieren, zerstreuen sie fast ausschließlich Eisen.
Der Mangel an Eisen legt nahe, dass die Sterne in Segue 1 die Produkte von Sternen mit hoher Masse sind, die viel schneller explodieren als Sterne mit niedriger Masse. Es scheint, dass Segue 1 kurz nach der Entstehung der Galaxie im frühen Universum einen raschen Ausbruch der Sternentstehung erlebte.
Zusätzlich zeigen sechs beobachtete Sterne einige der niedrigsten Mengen an Neutroneneinfangelementen, die jemals gefunden wurden, mit ungefähr 16.000 weniger Elementen als die in der Sonne gesehenen. Diese Elemente entstehen in Sternen, wenn ein Atomkern ein zusätzliches Neutron erfasst. Ein niedriger Wert weist also auf einen Mangel an wiederholter Sternentstehung hin.
Segue 1 verbrannte schnell seine erste Generation von Sternen. Nachdem die junge Galaxie eine zweite Generation von Sternen hervorgebracht hatte, schloss sie die Sternentstehung vollständig ab und blieb ein Relikt des frühen Universums.
Die hier gewonnenen Erkenntnisse legen nahe, dass es im frühen Universum eine größere Vielfalt von Evolutionswegen zwischen Galaxien gibt als bisher angenommen.
Bevor wir jedoch umfassende Behauptungen aufstellen können, "müssen wir wirklich mehr von diesen Systemen finden", sagte Frebel in einer Pressemitteilung. Alternativ: „Wenn wir nie eine andere finden, würde dies uns sagen, wie selten es ist, dass Galaxien in ihrer Entwicklung versagen. Wir wissen es derzeit noch nicht, da dies das erste seiner Art ist. "
Das Papier wird im Astrophysical Journal veröffentlicht und steht hier zum Download zur Verfügung.
