"Najdaljša galaksija, ki je bila še vidna!" Ali tega še nismo slišali? (Glej na primer tukaj in tukaj.) Medtem ko je res, da astronomi s časom boljše instrumente pritiskajo dlje nazaj, obstajajo temeljni izzivi pri opazovanju in merjenju razdalj do najzgodnejših galaksij v kozmosu.
Zato je novo opazovanje galaksije, ki se je oblikovalo približno 700 milijonov let po velikem udaru, pomembno. Medtem ko so bile ugotovljene številne galaksije, ki so se oblikovale v tisti dobi, so astronomi izmerili le natančne razdalje za pet od njih. Ta galaksija označuje šesto in je najbolj oddaljena v šopu. Morda celo pomembnejši od merjenja razdalje, so raziskovalci ugotovili, da je ta galaksija rodila nove zvezde s več kot 100-krat večjo hitrostjo, kot jo ima danes Mlečna pot. To kaže, da so bile zgodnje galaksije bolj agresivne, kot so prej veljale.
Nov prispevek, objavljen v Narava (opozorilo o plačljivem zidu) opisuje meritev rdečega premika galaksije, identificirane v skorajda infrardeči globinski ekstragalaktični preiskavi Cosmic Assembly (CANDELS), ki uporablja infrardeči spektrograf na teleskopu Keck na Havajih. Zaradi velike razdalje vesoljski teleskop Hubble ne vidi galaksije v svojih optičnih pasovih, ampak je svetel vir v infrardeči povezavi, tako za Hubble kot vesoljski teleskop Spitzer. Če se spomnite, je Redshift merilo, kako hitro se zdi, da se galaksija odmika od nas, ko se Vesolje širi; višji je rdeč premik, tem dlje je galaksija - in zato je dalj časa oddajala svetlobo, ki jo vidimo. Ko vesolje raste, se sorazmerno razteza valovna dolžina svetlobe. Na ta način se vidna svetloba ali celo ultravijolična emisija, ki je pogosta v zvezdah, preusmeri v infrardeči del spektra.
V tem primeru so astronomi izmerili rdeči premik galaksije z8_GND_5296 (za vas je ostalo spominsko ime) 7,51, kar pomeni približno 13 milijard svetlobnih let. To številko so določili z merjenjem emisije Lyman alfa (Ly α) iz vodikovega plina, ki je na tako velikih razdaljah zelo pogost in težko merljiv. Svetloba Ly α iz vodikovega plina na naši lokaciji znaša približno 122 nanometrov, trdno je v ultravijoličnem delu spektra, toda ustrezna emisija iz z8_GND_5296 znaša približno 1034 nanometrov, kar je infrardeče. (Če želite spremeniti rdeč premik, večje število razdelite na manjše in odštejte 1. Na žalost razmerje med rdečim premikom in razdaljo ni nikjer tako preprosto.)
Vendar pa nima vsaka galaksija na primerljivih razdaljah merljivih emisij Ly α: očitno nekaj preprečuje, da bi velik del te svetlobe prišel do nas. Vodilna ideja je nevtralen medgalaktični plin, ki razsipa svetlobo, vendar je premalo galaksij, ki bi potrdile to hipotezo. Kot rezultat tega, čeprav obstaja več deset galaksij z rdečimi premiki večjimi od 7 (določenih ne po spektru, temveč po navidezni barvi galaksije), rdečih premikov večine ni mogoče dvakrat preveriti. Ta članek poroča o 43 zgodnjih galaksijah, le ena od tega vzorca pa je imela merljive emisije Ly α.
Še bolj zanimivo je, da je galaksija z8_GND_5296 sorazmerno bogata s "kovinami": elementi težji od helija. Ker te elemente proizvajajo zvezde in ne Big Bang, to kaže na zelo hiter cikel rojstva in smrti zvezd, tudi ko ta galaksija oddaja svetlobo, ki jo opazujemo.
Da bi podprli to trditev, so avtorji te študije ugotovili, da ima z8_GND_5296 in podobno galaksijo označeno GN 108036 izjemno visoke stopnje nastajanja zvezd, s čimer se je ekvivalent mase 330 Soncev pretvoril v nove zvezde. To je več kot 100-krat večja stopnja nastajanja zvezd na Mlečni poti in primerljiva z nekaterimi najbolj skrajnimi galaksijami, ki tvorijo zvezde. Za te galaksije se je prej mislilo, da so redke, zato bodo astronomi morda morali pregledati svoje ocene o tem, kako hitro so nastajale nove zvezde v zgodnjih galaksijah.
Ne glede na vse bo zanimivo videti, kakšne so druge zgodnje galaksije, ko se naša opazovanja izboljšujejo. Brez tega ne bomo vedeli, ali je z8_GND_5296 redkost v ekstremnih zvezdah ali ne razumemo, zakaj je pri emisijah Ly α relativno svetla, medtem ko njeni bratje in sestre niso. In morda bomo pravočasno našli delitev med dobo, brez galaksij in prvimi, ki se bodo oblikovale.
