Jak ktoś żyjący z dala od nowoczesnych udogodnień, galaktyka karłowata we wszechświecie lokalnym wygląda tak, jakby należała do innego czasu – wczesnych epok samej ewolucji galaktyk. Kosmiczny Teleskop Hubble’a pomógł potwierdzić przykład tego, co astronomowie nazywają galaktyką „niezwykle ubogą w metale”, która ma bardzo mało pierwiastków chemicznych lub „metali”, które gwiazdy wytwarzają i wzbogacają swoje galaktyki z biegiem czasu. Co najbardziej intrygujące, jej gwiazdy wskazują, że jest to również jedna z najmłodszych galaktyk, jakie kiedykolwiek wykryto we wszechświecie lokalnym. Pomimo tego, że galaktyka była prawie ukryta za blaskiem gwiazdy pierwszego planu – co doprowadziło do jej przezwiska Peekaboo – Hubble był w stanie wybrać pojedyncze gwiazdy do analizy. Odkrycie daje kuszącą okazję do szczegółowego zbadania reliktu przeszłości, na przykład uścisku dłoni ze starożytnym przodkiem.
Wyglądając zza blasku jasnej gwiazdy na pierwszym planie, astronomowie odkryli najbardziej niezwykły jak dotąd przykład pobliskiej galaktyki o cechach, które bardziej przypominają galaktyki z odległego, wczesnego Wszechświata. Mająca zaledwie 1200 lat świetlnych średnicy maleńka galaktyka HIPASS J1131-31 została nazwana „Peekaboo” ze względu na jej pojawienie się w ciągu ostatnich 50-100 lat zza szybko poruszającej się gwiazdy, która przesłaniała astronomom możliwość jej wykrycia.
Odkrycie to wspólny wysiłek teleskopów naziemnych i kosmicznych, w tym potwierdzenie przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA. Razem badania dostarczają kuszących dowodów na to, że Galaktyka Peekaboo jest najbliższym przykładem procesów formowania się galaktyk, które zwykle miały miejsce niedługo po Wielkim Wybuchu, 13,8 miliarda lat temu.
„Odkrycie Galaktyki Peekaboo jest jak odkrycie bezpośredniego okna do przeszłości, które pozwala nam badać jej ekstremalne środowisko i gwiazdy na poziomie szczegółowości niedostępnym w odległym, wczesnym Wszechświecie” – powiedział astronom Gagandeep Anand z Space Telescope Science Institute w Baltimore w stanie Maryland, współautor nowego badania nad intrygującymi właściwościami Peekaboo.
Astronomowie opisują galaktyki takie jak Peekaboo jako „ekstremalnie ubogie w metale” (XMP). W astronomii „metale” odnoszą się do wszystkich pierwiastków cięższych od wodoru i helu. Bardzo wczesny Wszechświat prawie w całości składał się z pierwotnego wodoru i helu, pierwiastków powstałych w Wielkim Wybuchu. Cięższe pierwiastki zostały wykute przez gwiazdy na przestrzeni kosmicznej historii, budując ogólnie bogaty w metale wszechświat, w którym ludzie znajdują się dzisiaj. Życie, jakie znamy, składa się z cięższych „cegiełek”, takich jak węgiel, tlen, żelazo i wapń.
Chociaż najwcześniejsze galaktyki wszechświata były domyślnie XMP, podobnie ubogie w metale galaktyki znaleziono również we wszechświecie lokalnym. Peekaboo zwróciło uwagę astronomów, ponieważ nie tylko jest to galaktyka XMP bez znacznej starszej populacji gwiazd, ale w odległości zaledwie 20 milionów lat świetlnych od Ziemi znajduje się co najmniej w połowie odległości od wcześniej znanych młodych galaktyk XMP.
Peekaboo zostało po raz pierwszy wykryte jako region zimnego wodoru ponad 20 lat temu za pomocą australijskiego radioteleskopu Parkes Murriyang, w badaniu HI Parkes All Sky Survey przez profesora Bärbel Koribalski, który jest astronomem z australijskiej krajowej agencji naukowej CSIRO i współautorem najnowszego badania nad metalicznością Peekaboo. Obserwacje w dalekim ultrafiolecie przeprowadzone przez kosmiczną misję NASA Galaxy Evolution Explorer wykazały, że jest to zwarta galaktyka niebieskiego karła.
„Na początku nie zdawaliśmy sobie sprawy, jak wyjątkowa jest ta mała galaktyka” – powiedział Koribalski o Peekaboo. „Teraz, dzięki połączonym danym z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, Południowoafrykańskiego Wielkiego Teleskopu (SALT) i innych, wiemy, że Galaktyka Peekaboo jest jedną z najbardziej ubogich w metale galaktyk, jakie kiedykolwiek wykryto”.
Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA był w stanie rozdzielić około 60 gwiazd w tej maleńkiej galaktyce, z których prawie wszystkie wydają się mieć kilka miliardów lat lub mniej. Pomiary metaliczności Peekaboo za pomocą SALT uzupełniły obraz. Wszystkie te odkrycia podkreślają zasadniczą różnicę między Peekaboo a innymi galaktykami we wszechświecie lokalnym, które zazwyczaj mają stare gwiazdy mające wiele miliardów lat. Gwiazdy Peekaboo wskazują, że jest to jedna z najmłodszych i najmniej wzbogaconych chemicznie galaktyk, jakie kiedykolwiek wykryto we wszechświecie lokalnym. Jest to bardzo niezwykłe, ponieważ wszechświat lokalny miał około 13 miliardów lat kosmicznej historii do rozwinięcia.
Jednak obraz jest nadal płytki, mówi Anand, ponieważ obserwacje Hubble’a zostały wykonane w ramach programu przeglądów „migawkowych” o nazwie The Every Known Nearby Galaxy Survey – próba uzyskania danych Hubble’a o jak największej liczbie sąsiednich galaktyk . Zespół badawczy planuje wykorzystać Hubble’a i Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba do dalszych badań Peekaboo, aby dowiedzieć się więcej o jego gwiezdnych populacjach i ich metalowym składzie.
„Dzięki bliskości Peekaboo możemy prowadzić szczegółowe obserwacje, otwierając możliwości zobaczenia środowiska przypominającego wczesny Wszechświat z niespotykaną dotąd szczegółowością” – powiedział Anand.
Wyniki zostały zaakceptowane do publikacji w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Kosmiczny Teleskop Hubble’a to projekt międzynarodowej współpracy NASA i ESA. NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland zarządza teleskopem. Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore prowadzi operacje naukowe Hubble’a. STScI jest obsługiwany przez NASA przez Association of Universities for Research in Astronomy w Waszyngtonie