Kreditna slika: Subaru Teleskop
Teleskop Subaru s sedežem na Japonskem je zaznal najbolj oddaljeno galaksijo, zabeleženo na 12,8 milijarde svetlobnih let. Projektna skupina Subaru Deep Field je odkrila 70 oddaljenih predmetov s pomočjo posebnega filtra, ki omogoča, da se skozi svetlobo zelo specifične valovne dolžine - tisti, ki ustreza objektom, ki so oddaljeni približno 13 milijard svetlobnih let.
Teleskop Subaru je našel galaksijo, oddaljeno 12,8 milijarde svetlobnih let (rdeči premik 6,58; glej opombo 1), najbolj oddaljeno galaksijo, ki je bila kdajkoli opažena. To odkritje je prvi rezultat projekta Subaru Deep Field Project, raziskovalnega projekta Subarujevega teleskopa Nacionalnega astronomskega observatorija Japonske, ki upravlja s teleskopom Subaru. Projektna skupina Subaru Deep Field (SDF) je našla približno 70 oddaljenih kandidatov za galaksijo, tako da je na kamero s širokim vidnim poljem pritrdila poseben filter, zasnovan za zaznavanje galaksij, ki so oddaljene približno 13 milijard svetlobnih let. Nadaljnja opazovanja s spektrografom so potrdila, da sta dva od devetih kandidatov v resnici oddaljene galaksije. Ena od teh je najbolj oddaljena galaksija, ki so jo kdaj opazili. To odkritje vzbuja pričakovanje, da bo projekt lahko našel veliko število oddaljenih galaksij, ki bodo pomagale razkriti zgodnjo zgodovino vesolja na statistično pomemben način.
Projekt SDF je opazovalni projekt Japonskega nacionalnega astronomskega observatorija, zasnovan tako, da pokaže sposobnosti teleskopa Subaru in reši temeljna astronomska vprašanja, ki jih je težko rešiti s Subarujevim rednim sistemom razporejanja časa. Večina raziskovalnih programov na teleskopu Subaru je izbrana s tekmovalnim postopkom razporejanja časa, imenovanim Open Use, ki je na voljo vsem astronomom, vendar omogoča največ tri opazovalne noči vsakih šest mesecev. Z združevanjem opazovalnih noči, rezerviranih za observatorij in astronome, ki so prispevali k ustanovitvi Subaru Teleskopa, lahko projekt opazovalnice obravnava vprašanja, za katera so potrebna večja sredstva za teleskop kot tipični raziskovalni predlog. Glavni cilj projekta SDF je odkriti veliko oddaljenih galaksij, ki jih je mogoče zaznati, in razumeti njihove lastnosti in njihov vpliv na razvoj vesolja. Hitrost svetlobe je temeljna omejitev, kako hitro lahko potujejo informacije (glej opombo 2). Ko zaznamo svetlobo v galaksiji, ki je oddaljena 13 milijard svetlobnih let, to pomeni, da vidimo galaksijo, kakršno je bila pred 13 milijardami let. Če iščete vedno bolj oddaljene galaksije, pomeni, da si ogledujemo galaksije v prejšnjih in prejšnjih časih v vesolju.
Opazovanja SDF so izkoristila dejstvo, da ima svetloba iz oddaljenih galaksij značilno valovno dolžino in obliko. Astronomi menijo, da so najstarejše galaksije hitro tvorile zvezde iz vodika, ki je prevladujoča oblika snovi v vesolju. Svetloba teh zvezd bi vzbudila vsak vodik, ki je ostal okoli njih, v višja energetska stanja in ga celo ionizirala. Ko se vzbujeni vodik vrne v nižja energetska stanja, oddaja svetlobo na več različnih valovnih dolžinah. Vendar bi večina te svetlobe ušla iz mlade galaksije kot emisijska linija na 122 nanometrov, ker lahko "modrejša" svetloba s krajšo valovno dolžino in večjo energijo ponovno vzbudi druge vodikove atome. Ker se vesolje širi, dlje kot je galaksija od nas, hitreje se odmika od nas. Zaradi tega gibanja se svetloba iz oddaljenih galaksij preusmeri v daljše ali rdeče valovne dolžine in ta emisijska linija se "preusmeri" na daljšo valovno dolžino, ki je značilna za razdaljo galaksije in sama galaksija izgleda bolj rdeča. Ko svetloba potuje na veliko razdaljo od svojega izvora do Zemlje, lahko svetlobo na višji energetski strani ali modro stran emisijske črte absorbira nevtralen vodik v medgalaktičnem prostoru. Ta absorpcija daje emisijski liniji značilen asimetričen videz. V celoti rdeč videz in močna emisijska linija na določeni valovni dolžini z določeno asimetrično obliko sta podpis daljne novorojene galaksije.
Da bi zaznali najbolj oddaljene galaksije, ki so jih kdaj opazili, je ekipa SDF razvila poseben filter, ki oddaja svetlobo le z ozkim razponom valovnih dolžin od 908 do 938 nanometrov. Te valovne dolžine ustrezajo emisijski črti 122 nanometrov po prevoženi razdalji 13 milijard svetlobnih let. Skupina je poseben filter in dva druga filtra na krajših in daljših valovnih dolžinah, ki so zajemala poseben filter, namestila na Subaru-teleskop Subrime-Cam, Subaru Prime Focus Camero, in izvedla obsežen program opazovanja od aprila do maja 2002. Suprime-Cam je sposobnost slikanja območja neba, velikega kot polna luna v eni osvetlitvi, edinstvena sposobnost med instrumenti na 8-metrskem razredu in večjih teleskopih, in je izjemno primerna za raziskovanje zelo šibkih predmetov na velikih nebesnih območjih . Z opazovanjem območja neba velikosti Lune do 5,8 ure v vsakem filtru je ekipa lahko zaznala več kot 50 000 predmetov, vključno s številnimi izjemno šibkimi galaksijami. Z izbiro galaksij, ki so bile svetle samo v posebnem filtru in prednostno rdeče, je ekipa našla 70 kandidatov za galaksije s premikanjem 6,6 (ali razdaljo 13 milijard svetlobnih let; glej sliko 1).
Junija 2002 je ekipa uporabila FOCAS, kamero s šibkimi objekti in spektrograf na teleskopu Subaru za opazovanje 9 od 70 kandidatov in potrdila splošno rdeč videz in emisijsko črto z izrazito asimetrijo v 2 predmetih (glej sliko 2), in ugotovili, da sta njuni rdeči premiki 6,58 in 6,54. Svetloba iz teh galaksij se je oddajala pred 12,8 milijarde let, ko je bilo vesolje staro le 900 milijonov let. Prej opaženo najbolj oddaljeno galaksijo z rdečimi premiki 6,56 so odkrili z ogledom velikega grozda galaksij, ki lahko ojača svetlobo iz bolj oddaljenih galaksij z učinkom gravitacijske leče. (Glej naše sporočilo za javnost iz maja 2002, http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.)Opažanja SDF so prvič opažene številne galaksije na tako veliki razdalji in brez s pomočjo gravitacijske leče. Galaksija z rdečim premikom 6,58 je najbolj oddaljena galaksija, kar jih je bilo kdaj opaženih.
Ekipa SDF pričakuje, da bo z nenehnimi opazovanji našla še veliko bolj oddaljenih galaksij. Pred nastankom prvih zvezd in galaksij je bilo vesolje v fazi, ki ga Astronomi imenujejo "temne dobe vesolja". Določitev, kdaj se je končala temna doba, je eno najpomembnejših astronomskih vprašanj našega časa. Ključni člani ekipe, Keiichi Kodaira z diplomirane univerze na Japonskem, Nobunari Kashikawa iz Japonskega nacionalnega astronomskega observatorija in Yoshiaki Taniguchi z univerze Tohoku upajo, da bodo z odkrivanjem statistično pomembnega števila oddaljenih galaksij lahko začeli zaznamovati galaksije, ki so oznanile konec temne dobe vesolja.
Izvirni vir: Subaru News Release
