Kreditna slika: ESO
Skupina francoskih in švicarskih astronomov [2] je z uporabo skoraj infrardečega instrumenta ISAAC na zelo velikem teleskopu ESO in povečevalnim učinkom gravitacijske leče našla več šibkih galaksij, ki so najbolj oddaljene.
Nadaljnje spektroskopske študije enega od teh kandidatov so dale močan primer za to, kar je zdaj novi rekorder - in daleč - najbolj oddaljena galaksija, znana v vesolju.
Na novo imenovana galaksija z imenom Abell 1835 IR1916 ima rdeč premik 10 [3] in je oddaljena približno 13,230 milijonov svetlobnih let. Zato ga vidimo v času, ko je bilo Vesolje le 470 milijonov let, torej komaj 3 odstotke svoje trenutne starosti.
Zdi se, da je ta prvotna galaksija deset tisočkrat manj množična od naše Galaksije, Mlečne poti. Mogoče bi lahko spadala med prvovrstne predmete, ki so ustavili temno dobo vesolja.
To izjemno odkritje ponazarja potencial velikih zemeljskih teleskopov v bližnji infrardeči domeni za raziskovanje zelo zgodnjega vesolja.
Kopanje v preteklost
Tako kot paleontologi, ki kopajo globlje in globlje, da bi našli najstarejše ostanke, tudi astronomi poskušajo pogledati naprej in dalje, da bi pregledali zelo mlado vesolje. Končno iskanje? Iskanje prvih zvezd in galaksij, ki so nastale takoj po velikem udaru.
Natančneje, astronomi poskušajo raziskati zadnja "neznana ozemlja", mejo med "temno dobo" in "kozmično renesanso".
Vesolje je kmalu po velikem udaru, za katerega se danes verjame, da se je zgodilo pred približno 13.700 milijoni let, padlo v temo. Relikvijsko sevanje iz prvotne ognjene krogle se je razširilo s kozmičnim širjenjem proti daljšim valovnim dolžinam in še niso bili oblikovani zvezde in ne kvazari, ki bi lahko osvetlili ogromen prostor. Vesolje je bilo hladno in nepregledno mesto. To mračno obdobje je zato precej razumno poimenovano "temna doba".
Nekaj sto milijonov let pozneje je prva generacija zvezd in kasneje še prve galaksije in kvazarji povzročila intenzivno ultravijolično sevanje, ki je postopoma dvigalo meglo nad vesoljem.
To je bil konec temne dobe in z izrazom, ki je bil ponovno prevzet iz človeške zgodovine, včasih imenujejo tudi "kozmična renesansa".
Astronomi poskušajo ugotoviti, kdaj in kako natančno je končana temna doba. To zahteva iskanje najbolj oddaljenih predmetov, kar je izziv, ki ga lahko sprejmejo le največji teleskopi v kombinaciji z zelo previdno strategijo opazovanja.
Uporaba gravitacijskega teleskopa
S pojavom teleskopov razreda 8-10 metrov je bil v zadnjem desetletju dosežen spektakularen napredek. Od nekdaj je mogoče z nekaj podrobnostmi opazovati več tisoč galaksij in kvazarjev na oddaljenosti skoraj 12 milijard svetlobnih let (to je do rdečega premika 3 [3]). Z drugimi besedami, astronomi lahko zdaj preučujejo posamezne galaksije, njihovo nastajanje, evolucijo in druge lastnosti v običajno 85% pretekle zgodovine vesolja.
Nadalje pa v preteklosti opazujejo galaksije in kvazarje redko. Trenutno je le peščica zelo šibkih galaksij opaziti približno 1.200 do 750 milijonov let po velikem udaru (rdeči premik 5-7). Poleg tega je omedlelost teh virov in dejstvo, da se njihova svetloba preusmeri iz optične v bližnje infrardeče, doslej močno omejila študije.
Pomemben preboj pri iskanju najzgodnejše oblikovane galaksije je zdaj dosegla skupina francoskih in švicarskih astronomov [2] z uporabo zelo velikega teleskopa (VLT) ESO, opremljenega z skoraj infrardečim občutljivim instrumentom ISAAC. Da bi to dosegli, so morali združiti učinek ojačanja svetlobe v grozdu galaksij - Gravitacijski teleskop - z močjo nabiranja svetlobe VLT in odličnimi nebesnimi razmerami, ki so vladale na Paranalu.
Iskanje oddaljenih galaksij
Lov na tako šibke, nedostopne predmete zahteva poseben pristop.
Najprej so bile posnete zelo globoke slike kopice galaksij z imenom Abell 1835 z uporabo skoraj infrardečega instrumenta ISAAC na VLT. Takšni sorazmerno bližnji masivni grozdi lahko upogibajo in ojačajo svetlobo virov v ozadju - pojav, imenovan Gravitacijsko lečenje, ki ga napoveduje Einsteinova teorija splošne relativnosti.
Ta naravna ojačitev astronomom omogoča, da se ozirajo po galaksijah, ki bi jih sicer preveč zeblo. V primeru na novo odkrite galaksije se svetloba ojača približno 25 do 100-krat! V kombinaciji z močjo VLT je bilo tako mogoče posneti in celo posneti spekter te galaksije. Dejansko naravno ojačanje učinkovito poveča zaslonko VLT z 8,2 m na 40-80 m.
Globoke slike v bližini IR, posnete na različnih valovnih dolžinah, so astronomom omogočile, da so na sliki označile lastnosti nekaj tisoč galaksij in izbrale peščico kot potencialno zelo oddaljene galaksije. S predhodno pridobljenimi slikami, posnetimi na teleskopu Kanada-Francija-Havaji (CFHT) na Mauna Kea in slikami s vesoljskega teleskopa Hubble, je bilo nato preverjeno, da teh galaksij v optiki res ne vidimo. Na ta način so prepoznali šest kandidatnih visokih rdečih premik galaksij, katerih svetloba je morda izžarevala, ko je bilo vesolje staro manj kot 700 milijonov let.
Za potrditev in natančnejšo določitev razdalje ene od teh galaksij so astronomi dobili direktorjev diskrecijski čas, da ponovno uporabi ISAAC na VLT, vendar tokrat v svojem spektroskopskem načinu. Po večmesečni natančni analizi podatkov so astronomi prepričani, da so v bližnji infrardeči domeni zaznali šibko, a jasno spektralno značilnost. Astronomi trdno trdijo, da je ta značilnost zagotovo linija izpustov Lyman-alfa, značilna za te predmete. Ta črta, ki se v laboratoriju pojavi na valovni dolžini 0,116 m, torej v ultravijolični obliki, se je raztegnila do bližnjega infrardečega pri 1,34 mm, zaradi česar je bil Abell 1835 IR1916 prva galaksija, za katero je znano, da je rdeči premik tako velik kot 10.
Najbolj oddaljena galaksija doslej znana
To je najmočnejši primer rdečega premika, ki presega trenutno spektroskopsko potrjen zapis pri z = 6,6, in prvi primer dvomestnega rdečega premika. Prejšnji potrjeni zapis kaže, da je starost Vesolja prilagodila življenjski dobi osebe (recimo 80 let), je pokazala štiriletna malčka. S sedanjimi opažanji imamo sliko otroka, ko je bil star dve leti in pol.
Iz slik te galaksije, ki jih dobimo v različnih valovnih pasovih, astronomi sklepajo, da je v njej intenzivno nastajanje zvezd. Toda količina nastalih zvezd se ocenjuje na "le" 10 milijonov krat večjo maso sonca, približno deset tisočkrat manjšo od mase naše Galaksije, Mlečne poti.
Z drugimi besedami, tisto, kar astronomi vidijo, je prvi gradnik današnjih velikih galaksij. Ta ugotovitev se dobro ujema z našim trenutnim razumevanjem procesa nastajanja galaksij, ki ustreza zaporednemu sestavljanju velikih galaksij, ki jih vidimo danes s številnimi združitvami »gradnikov«, manjših in mlajših galaksij, oblikovanih v preteklosti.
Prav ti gradniki so morda zagotovili prve vire svetlobe, ki so meglo dvignili nad vesoljem in ustavili temno dobo.
Za Roserja Pellsa, iz Observatoire Midi-Pyr? N? Es (Francija) in sovoditelja skupine, „ta opažanja kažejo, da so v odličnih nebesnih razmerah, kot so ESO-jeve opazovalnice Paranal, in z uporabo močnega gravitacijskega lečenja, neposredna opazovanja Oddaljene galaksije blizu temne dobe so izvedljive z najboljšimi zemeljskimi teleskopi. "
Drugi sovodja ekipe Daniel Schaerer iz Ženevskega observatorija in univerze (Švica) je navdušen: "To odkritje odpira pot do prihodnjih raziskav prvih zvezd in galaksij v zgodnjem vesolju."
Več informacij
Podatki, predstavljeni v tem sporočilu za javnost, temeljijo na raziskovalnem članku v evropski raziskovalni reviji "Astronomy & Astrophysics" (A&A, letnik 416, stran L35; "ISAAC / VLT opažanja lentirane galaksije pri z = 10,0" Roser Pell? , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Fran? Ois Le Borgne in Jean-Paul Kneib). Na voljo je na spletu na spletni strani EDP.
Dodatna pojasnila in slike so na voljo na avtorjevi spletni strani na naslovu http://obswww.unige.ch/sfr in http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
Izvirni vir: ESO News Release
