Nieuwe resultaten die zijn bereikt door het combineren van big data die zijn vastgelegd door de Subaru-telescoop en de kracht van machine learning hebben een sterrenstelsel ontdekt met een extreem lage zuurstofdichtheid van 1,6%, het breken van het vorige record van de laagste overvloed. De gemeten hoeveelheid zuurstof suggereert dat de meeste sterren in dit sterrenstelsel zeer recent zijn gevormd.

Om de evolutie van sterrenstelsels te begrijpen, astronomen moeten sterrenstelsels in verschillende stadia van vorming en evolutie bestuderen. De meeste sterrenstelsels in het moderne heelal zijn volwassen sterrenstelsels, maar de standaardkosmologie voorspelt dat er in het moderne heelal nog een paar sterrenstelsels in de vroege formatiefase kunnen zijn. Omdat deze vroege sterrenstelsels zeldzaam zijn, een internationaal onderzoeksteam zocht naar hen in breedveldbeeldgegevens die waren gemaakt met de Subaru-telescoop. "Om de zeer zwakke te vinden, zeldzame sterrenstelsels, diep, breedveldgegevens die met de Subaru-telescoop waren gemaakt, waren onmisbaar, " zegt Dr. Takashi Kojima, de leider van het team.

Echter, het is moeilijk om sterrenstelsels in het vroege stadium van formatie te vinden, omdat de breedveldgegevens maar liefst 40 miljoen objecten bevatten. Daarom ontwikkelde het onderzoeksteam een ​​nieuwe machinale leermethode om dergelijke sterrenstelsels uit de enorme hoeveelheid gegevens te vinden. Ze lieten een computer herhaaldelijk de melkwegkleuren leren die verwacht worden van theoretische modellen, en laat de computer vervolgens alleen sterrenstelsels selecteren in het vroege stadium van de vorming van sterrenstelsels.

Het onderzoeksteam voerde vervolgens follow-upobservaties uit om de elementaire abundantieverhoudingen te bepalen van 4 van de 27 kandidaten die door de computer waren geselecteerd. Ze hebben ontdekt dat één sterrenstelsel (HSC J1631+4426), op 430 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Hercules, heeft een zuurstofgehalte van slechts 1,6 procent van dat van de zon. Dit is de laagste waarde ooit gerapporteerd voor een sterrenstelsel. De gemeten hoeveelheid zuurstof suggereert dat de meeste sterren in dit sterrenstelsel zeer recent zijn gevormd. Met andere woorden, dit sterrenstelsel bevindt zich in een vroeg stadium van evolutie.

"Wat verrassend is, is dat de stellaire massa van het HSC J1631+4426-sterrenstelsel erg klein is, 0,8 miljoen zonsmassa's. Deze stellaire massa is slechts ongeveer 1/100, 000 van ons Melkwegstelsel, en vergelijkbaar met de massa van een sterrenhoop in onze Melkweg, " zegt Prof. Ouchi van de National Astronomical Observatory of Japan en de University of Tokyo. Deze kleine massa ondersteunt ook de oorspronkelijke aard van het HSC J1631+4426-sterrenstelsel.

Het onderzoeksteam denkt dat er twee interessante aanwijzingen zijn uit deze ontdekking. Eerst, dit is het sterkste bewijs van een melkwegstelsel in zo'n vroeg stadium van evolutie. In het kader van de standaardkosmologie, nieuwe sterrenstelsels worden verondersteld te worden geboren in het huidige heelal. De ontdekking van het HSC J1631+4426 sterrenstelsel bevestigt het beeld van de standaardkosmologie. Tweede, we zijn misschien getuige van een pasgeboren melkwegstelsel in het laatste tijdperk van de kosmische geschiedenis. De standaardkosmologie suggereert dat de materiedichtheid van het universum snel daalt naarmate de universele expansie versnelt. In het toekomstige universum met snelle expansie, materie zal niet samenkomen via de zwaartekracht, en nieuwe sterrenstelsels zullen zich niet ontwikkelen. Het HSC J1631+4426 sterrenstelsel kan de laatste generatie sterrenstelsels vertegenwoordigen die zich in de kosmische geschiedenis hebben ontwikkeld.

Dit onderzoek zal worden gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift .