Een team van onderzoekers, geleid door de Universiteit van Californië, astronomen aan de rivier, vond voor het eerst een grote populatie van verre dwergstelsels die miljarden jaren geleden belangrijke details konden onthullen over een productieve periode van stervorming in het universum.

De bevindingen, net gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift , voortbouwen op een groeiende hoeveelheid kennis over dwergstelsels, de kleinste en zwakste sterrenstelsels in het heelal. Hoewel klein, ze zijn ongelooflijk belangrijk voor het begrijpen van de geschiedenis van het universum.

Er wordt aangenomen dat dwergsterrenstelsels tijdens het reïonisatietijdperk een belangrijke rol speelden bij het transformeren van het vroege universum van donker, neutraal en ondoorzichtig tot een die helder is, geïoniseerd en transparant.

Ondanks hun belang, verre dwergstelsels blijven ongrijpbaar, omdat ze extreem zwak zijn en buiten het bereik van zelfs de beste telescopen. Dit betekent dat het huidige beeld van het vroege heelal niet compleet is.

Echter, er is een manier om deze beperking te omzeilen. Zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein, een massief object zoals een melkwegstelsel dat zich langs de gezichtslijn naar een ander object in de verte bevindt, kan fungeren als een natuurlijke lens, het uitvergroten van het licht afkomstig van die achtergrondbron.

Dit fenomeen, bekend als zwaartekrachtlensing, zorgt ervoor dat het achtergrondobject helderder en groter lijkt. Daarom, deze natuurlijke telescopen kunnen ons in staat stellen om onzichtbare verre dwergstelsels te ontdekken.

Als proof-of-concept, in 2014, het UC Riverside-team, waaronder Brian Siana, een assistent-professor in de afdeling Natuur- en Sterrenkunde van UC Riverside, die de hoofdonderzoeker is van de observatieprogramma's, richtte zich op een cluster van sterrenstelsels die het zwaartekrachtlenseffect produceren en ving een glimp op van wat leek op een grote populatie van verre dwergstelsels.

Het zojuist verschenen artikel, wiens hoofdauteur Anahita Alavi was, een postdoctoraal onderzoeker die samenwerkt met Siana, bouwt voort op dat werk.

Het team gebruikte de Wide Field Camera 3 van de Hubble Space Telescope om diepe opnamen te maken van drie clusters van sterrenstelsels. Ze vonden de grote populatie van verre dwergstelsels van toen het heelal tussen de twee en zes miljard jaar oud was. Deze kosmische tijd is van cruciaal belang omdat het de meest productieve tijd is voor stervorming in het universum.

In aanvulling, het team profiteerde van de spectroscopische gegevens van Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration (MOSFIRE) op de W.M. Keck-observatorium, om te bevestigen dat de sterrenstelsels tot deze belangrijke kosmische periode behoorden.

Deze dwergstelsels zijn 10 tot 100 keer zwakker dan sterrenstelsels die eerder in deze perioden zijn waargenomen. Hoewel zwak, deze sterrenstelsels zijn veel talrijker dan hun helderdere tegenhangers.

Deze studie toont aan dat het aantal van deze dwergstelsels evolueert tijdens deze belangrijke tijdsperiode, zodat ze in vroegere tijden zelfs nog overvloediger zijn. Daarom, de onderzoekers onthulden een populatie van dwergsterrenstelsels die tijdens deze perioden de meest talrijke sterrenstelsels in het universum zijn.

Ondanks hun zwakte, deze dwergstelsels produceren in dit tijdperk meer dan de helft van het ultraviolette licht. Aangezien ultraviolette straling wordt geproduceerd door jonge hete sterren, dwergstelsels herbergen in deze kosmische tijden een aanzienlijk deel van de nieuw gevormde sterren.

Deze resultaten suggereren dat dwergsterrenstelsels een prominente rol speelden in het reïonisatietijdperk. Deze sterrenstelsels zullen de primaire doelen zijn van de volgende generatie telescopen, in het bijzonder de James Webb-ruimtetelescoop, gepland voor lancering in oktober 2018.