2012 m. Oficialiai prasidėjo Hablo kosminio teleskopo pasienio laukų programa (dar žinoma kaip „Hablo giliųjų laukų iniciatyva 2012“). Šio projekto tikslas buvo ištirti tolimiausias ir tolimiausias Visatos galaktikas, naudojant gravitacinio lęšio metodą, tokiu būdu paskleidžiant mūsų žinias apie ankstyvą galaktikų susidarymą. Iki 2017 m. Programa „Frontier Field“ baigėsi ir prasidėjo sunkus visų jos surinktų duomenų analizės darbas.
Vienas įdomesnių „Frontier Field“ duomenų radinių buvo mažos masės galaktikų, turinčių aukštą žvaigždžių susidarymo greitį, atradimas. Ištyrusi „Abell 2744“ ir „MACS J0416.1-2403“ paralelinius laukus - dvi programos tyrinėtas galaktikų grupes - astronomų pora pastebėjo, ką jie vadina „mažais mėlynais taškeliais“ (LBD). turintis reikšmės galaktikų formavimuisi ir kamuoliniams klasteriams.
Tyrimas, kuriame išsamiai aprašomos jų išvados, neseniai pasirodė internete pavadinimu „Maži mėlyni taškai Hablo kosminio teleskopo pasienio laukuose: pirmtakai pasauliniams spiečiams?“. Tyrimo komandą sudarė daktaras Debra Meloy Elmegreen - Vassaro koledžo astronomijos profesorius - ir daktaras Bruce'as G. Elmegreenas, T.J., IBM tyrimų skyriaus astronomas. Watson tyrimų centras, Yorktown Heights.
Paprasčiau tariant, „Frontier Fields“ programa panaudojo Hablo kosminį teleskopą, kad galėtų stebėti šešis didžiulius galaktikų klasterius optinio ir artimojo infraraudonųjų spindulių bangos ilgio atžvilgiu - atitinkamai su savo Pažangiąja apklausų kamera (ACS) ir „Wide Field Camera 3“ (WFC3). Šios didžiulės galaktikos buvo naudojamos norint padidinti ir ištempti už jų esančių nuotolinių galaktikų vaizdus, kurie priešingu atveju buvo per silpni, kad Hablas galėtų matyti tiesiogiai (dar žinomas kaip gravitacinis objektyvas).
Nors viena iš šių „Hablo“ kamerų žiūrėtų į galaktikų sankaupas, kita tuo pat metu žiūrėtų į gretimą dangų. Šie gretimi pleistrai yra vadinami „lygiagrečiais laukais“, kitaip silpni regionai, kurie suteikia giliausią žvilgsnį į ankstyvąją Visatą. Kaip dr. Bruce'as Elmegreenas pasakojo „Space Magazine“ el. Paštu:
„HFF programos tikslas yra giliai nufotografuoti šešis dangaus regionus, kuriuose yra galaktikų sankaupos, nes šie klasteriai padidina fonines galaktikas per gravitacinio objektyvo efektą. Tokiu būdu galime pamatyti ne tik tiesiogiai vaizduodami dangų. Daugelis galaktikų buvo ištirtos naudojant šį padidinimo metodą. Galaktikų sankaupos yra svarbios, nes jos yra didelės masės koncentracijos, sukuriančios stiprius gravitacinius lęšius. “
Šie šeši projekto tikslais naudojami galaktikų klasteriai apėmė „Abell 2744“, MACS J0416.1-2403 ir jų lygiagrečius laukus, iš kurių pastarieji buvo šio tyrimo židinio taškas. Šios ir kitos grupės buvo panaudotos galaktikoms, kurios egzistavo praėjus vos 600–900 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, surasti. Šios galaktikos ir jų atitinkamos paralelės jau buvo katalogizuotos naudojant kompiuterinius algoritmus, kurie automatiškai rado galaktikas vaizduose ir nustatė jų savybes.
Kaip savo tyrime aiškina tyrimų duetas, naujausi išsamūs gilūs tyrimai leido ištirti mažesnes galaktikas esant didesniam raudonojo poslinkio laipsniui. Tai apima „žaliuosius žirnelius“ - švytinčias, kompaktiškas ir mažos masės galaktikas, pasižyminčias dideliu specifiniu žvaigždžių susidarymo greičiu, ir dar mažesnės masės „mėlynes“, mažas žvaigždutėmis kylančias galaktikas, kurios yra silpnas žaliųjų žirnelių pratęsimas, kurios taip pat rodo intensyvų žvaigždžių susidarymo greitį .
Naudodama aukščiau išvardintus katalogus ir ištyrusi „Abell 2744“ ir MACS J0416.1–2403 lygiagrečius laukus, komanda išvyko ieškoti kitų mažos masės galaktikų, turinčių aukštą žvaigždžių susidarymo greitį, pavyzdžių. Tikslas buvo išmatuoti šių nykštukinių galaktikų savybes ir išsiaiškinti, ar kuri nors iš jų pozicijų atitinka ten, kur, kaip žinoma, susiformavo rutuliniai klasteriai.
Tai, ką jie rado, jie vadino „mažais mėlynais taškais“ (LBS), kurie yra dar mažesnės masės „mėlynių“ versijos. Debra Elmegreen pasakojo „Space Magazine“ el. Paštu:
„Kai tyrinėjau vaizdus (kiekviename lauke aptikta apie 3400 galaktikų), aš pastebėjau retkarčiais galaktikas, kurios pasirodė kaip maži mėlyni taškeliai, o tai buvo labai intriguojanti dėl ankstesnio Bruce'o teorinio darbo apie nykštukines galaktikas. Išleistuose kataloguose buvo raudonų poslinkių, kiekvienos galaktikos žvaigždžių formavimosi greičio ir masės, ir paaiškėjo, kad maži mėlyni taškai yra mažos masės galaktikos, kurių žvaigždžių masė yra labai aukšta. “
Šios galaktikos neparodė struktūros, todėl Debra ir Bruce'as sudėliojo galaktikų vaizdus į 3 skirtingus raudonojo poslinkio diapazonus (kiekviename iš jų buvo maždaug po 20 galaktikų), kad būtų sukurti gilesni vaizdai. „Vis dėlto jie neturėjo jokios struktūros ar silpnai išplėstinio išorinio disko, - sakė Debra, - todėl jų skiriamoji geba yra ribinė - vidutiniai jų dydžiai yra 100–200 parsekų (apie 300–600 šviesmečių), o masė kelis milijonus kartų didesnė už mūsų saulės masė. “
Galų gale jie nustatė, kad šiuose LBD žvaigždžių susidarymo greitis buvo labai didelis. Jie taip pat pažymėjo, kad šios nykštukinės galaktikos buvo labai jaunos ir buvo mažiau nei 1% Visatos amžiaus tuo metu, kai jos buvo stebimos. „Taigi, tik mažos galaktikos susiformavo, - sakė Bruce'as, - ir jų žvaigždžių formavimosi greitis yra pakankamai didelis, kad būtų galima atsižvelgti į rutulinius spiečius, kurių gali būti po vieną kiekviename LBD, kai žvaigždė sprogo jose po kelių dešimčių milijonų metų. “
Debra ir Bruce'as Elmegreenas nėra nepažįstami aukšto raudonojo poslinkio galaktikos. Dar 2012 m. Bruce'as paskelbė dokumentą, kuriame siūloma, kad rutuliniai klasteriai, kurie skrieja aplink Pieno kelią (ir daugumą kitų galaktikų), susiformavo nykštukinėse galaktikose ankstyvosios Visatos metu. Nuo tada šias nykštukines galaktikas būtų įsigijusios didesnės galaktikos, kaip mūsų pačių, ir spuogai iš esmės yra jų liekanos.
Rutuliniai klasteriai iš esmės yra masyvūs žvaigždžių spiečiai, kurie orbita aplink Pieno kelio Halo. Paprastai jos yra maždaug 1 milijonas Saulės masių ir yra sudarytos iš labai senų žvaigždžių - maždaug 10–13 milijardų metų. Už Paukščių Tako daugelis pasirodo įprastomis orbitomis ir Andromedos galaktikoje, kai kurie net atrodo sujungti žvaigždžių srautu.
Kaip paaiškino Bruce'as, jis yra įtikinamas argumentas teorijai, kad iš nykštukinių galaktikų ankstyvojoje Visatoje susiformavo rutuliniai klasteriai:
„Tai rodo, kad neturtingi metaliniai rutuliai yra tankios mažų galaktikų liekanos, kurias užgrobė didesnės galaktikos, pavyzdžiui, Paukščių Takas, ir kurias suplėšė potvynio jėgos. Ši halogeninių rutulinių klasterių atsiradimo idėja siekia kelis dešimtmečius ... Tai būtų tik pusiau metalas, kurių yra maždaug pusė visų, nes nykštukinės galaktikos yra prastos metalo, palyginti su didelėmis galaktikomis, jos taip pat buvo daugiau metalo skurdus ankstyvojoje visatoje. “
Šis tyrimas turi daug reikšmės mūsų supratimui apie Visatos raidą, o tai buvo pagrindinis Hablo pasienio laukų programos tikslas. Ištyrę ankstyvojoje visatoje esančius objektus ir nustatydami jų savybes, mokslininkai gali nustatyti, kaip iš tikrųjų atsirado šiandien žinomos struktūros - t. Y. Žvaigždės, galaktikos, klasteriai ir kt.
Tie patys tyrimai taip pat leidžia mokslininkams atspėti, kur link visata eina ir kas taps tomis pačiomis struktūromis milijonus ar net milijardus metų nuo dabar. Trumpai tariant, žinodami, kur buvome, leidžia mums nuspėti, kur einame!
