I Zwicky 18

I Zwicky 18 (I Zw 18, обозначение по каталогу Цвикки) — согласно первоначальным данным исследований считалась самой молодой из обнаруженных галактик. Согласно им, её возраст оценили в около 500 миллионов лет (для сравнения: наша галактика Млечный Путь образовалась около 12 миллиардов лет назад, и это типичный возраст для галактик во Вселенной). Однако позже в ней были найдены звёзды с возрастом в 1 миллиард лет, а, возможно, и с возрастом до 10 миллиардов. Таким образом, эта галактика могла сформироваться примерно в то же время, что и большинство остальных галактик.

Контекст 
Галактика была впервые идентифицирована швейцарским астрономом Фрицем Цвикки в ходе фотографического обзора галактик в 1930-х годах.

Расстояние 
Первоначальные данные расстояния до галактики в 45 миллионов световых лет от нас также впоследствии были заметно уточнены.

Астрономы из Института исследований космоса с помощью космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд, и Европейского космического агентства определили расстояние, наблюдая переменные звёзды цефеиды в I Zwicky 18. Эти массивные мигающие звёзды пульсируют в регулярном ритме. Время их пульсаций напрямую связано с их яркостью. Команда определила наблюдаемую яркость трёх цефеид и сравнила ее с реальной яркостью, предсказанной теоретическими моделями. Эти модели были рассчитаны специально для дефицита тяжёлых элементов в I Zwicky 18, что указывает на то, что звёзды галактики образовались до того, как эти элементы стали в изобилии во Вселенной. Расстояние до цефеид также было подтверждено наблюдаемой яркостью самых ярких красных звёзд старше одного миллиарда лет.

Согласно наблюдениям переменных цефеид, I Zwicky 18 находится на расстоянии около 59  миллионов световых лет и это объясняет, почему астрономы не обнаруживали до сих пор внутри галактики старые звёзды: старые звёзды очень тусклые и находятся на пределе чувствительности телескопа Хаббл.

Классификация 
I Zwicky 18 классифицируется как карликовая неправильная галактика, а также голубая компактная галактика и галактика со вспышкой звездообразования. I Zwicky 18 намного меньше нашего Млечного Пути и имеет в поперечнике всего 3000 световых лет. I Zwicky 18, возможно, все ещё создает звёзды населения III — спектроскопия показывает, что его звёзды почти полностью состоят из водорода и гелия, а более тяжёлые элементы почти полностью отсутствуют. Концентрированные голубовато-белые узлы в центре галактики представляют собой две основные области звёздообразования, где звёзды формируются с бешёной скоростью. Тонкие голубые нити, окружающие центральные области звёздообразования, представляют собой пузырьки газа, которые были унесены звёздным ветром и взрывами сверхновых от предыдущего поколения горячих молодых звёзд. Сейчас этот газ нагревается интенсивным ультрафиолетовым излучением, испускаемым новым поколением горячих молодых звёзд.

Химический состав 
Уже первые спектроскопические исследования показали, что эта галактика обладает аномально малым содержанием металлов, что свойственно молодым галактикам. Более того, I Zw 18 даже стала классическим примером галактики с малой металличностью.

Исследования галактики 
Удивительным стал факт очень малой первоначальной скорости звёздообразования (или быстрое почти полное его прекращение вскоре после образования галактики) и значительного всплеска его скорости в недавнем прошлом. Скорее всего это произошло из-за взаимодействия с другой галактикой. Галактика-компаньон находится чуть выше и левее I Zwicky 18. Компаньон может взаимодействовать с I Zwicky 18, гравитационно притягивая галактику. Взаимодействие могло спровоцировать недавнее звёздообразование в галактике, ответственное за молодой вид. Помимо голубовато-белых молодых звёзд, как в I Zwicky 18, так и в его спутнике видны бело-красные звёзды. Возраст этих звёзд может достигать 10 миллиардов лет. Красноватые протяжённые объекты, окружающие I Zwicky 18 и его компаньона, представляют собой древние, полностью сформировавшиеся галактики разной формы, находящиеся гораздо дальше.

"Несмотря на то, что галактика является не столь молодой, как когда-то считали, но, безусловно, она остаётся отсталой и уникальной в ближайшей области Вселенной" — сказал астроном Алессандр Алоиси из научного института Европейского космического агентства.

На примере этой галактики астрономы могут увидеть, как могла выглядеть наша собственная галактика в прошлом. Сейчас I Zwicky 18 пребывает в эмбриональном состоянии: она представляет собой облако холодного газа, которое состоит главным образом из водорода и гелия. Из более тяжёлых элементов в ней обнаружены только ничтожные следы углерода, азота и кислорода, которые обычно образуются в уже сформировавшихся звёздах. Таким образом, из газа этой галактики звезды не образовывались.

Пока непонятно, почему газ, содержащийся в этой небольшой галактике, просуществовал так долго и не коллапсировал под действием сил гравитационного притяжения. До сих пор считалось, что формирование галактик происходило в течение первого миллиарда лет после Большого Взрыва, но никак не 13 миллиардов лет спустя. Поэтому астрономы рассчитывали найти молодые галактики на самом краю Вселенной, а не на расстоянии 59 миллионов световых лет. Возможно, I Zwicky 18 представляет собой единственный объект, на примере которого астрономы могут в подробностях исследовать блоки, из которых строятся галактики.

В 2015 году исследование обнаружило очень большую область ионизированного гелия в этой небольшой галактике, которая чаще встречается в очень далёких галактиках с низким содержанием металлов. Ионизация гелия подразумевает наличие объектов, испускающих достаточно интенсивное излучение, чтобы выбить электроны из атомов гелия. Обычные источники ионизации, такие как звёзды Вольфа-Райе — очень массивные и с очень сильным звёздным ветром — или удары, вызванные остатками сверхновых, не могут обеспечить энергию, необходимую для объяснения гало ионизированного гелия, присутствующего в галактике. Поэтому ученые заключают, что I Zwicky 18 должен содержать звёзды населения III, которых почти нет во всех других галактиках локальной вселенной.

Примечания

Ссылки 
 Пресс-релиз на официальном сайте телескопа Hubble 

Галактики по алфавиту
Карликовые галактики