13 oddaljenih galaksij, najdenih v vzorcu neba. Kreditna slika: ESO. Kliknite za povečavo.
Eden glavnih ciljev opazovalne kozmologije je izslediti način nastajanja in razvijanja galaksij in ga primerjati s predvidevanji iz teoretičnih modelov. Zato je treba čim natančneje vedeti, koliko galaksij je bilo v vesolju v različnih epohah.
To je lažje reči kot storiti. Če je štetje galaksij z globokih astronomskih slik razmeroma enostavno, je merjenje njihove oddaljenosti - torej je epoha v zgodovini vesolja, kjer jo vidimo [1] - veliko težja. Za to je potreben odvzem spektra galaksije in merjenje njenega rdečega premika [2].
Vendar pa za najhitrejše galaksije - ki so najverjetneje najbolj oddaljene in zato najstarejše - to zahteva veliko časa za opazovanje na največjem teleskopu. Doslej so morali astronomi najprej natančno izbrati kandidatne galaksije z veliko rdečimi premiki, da bi zmanjšali čas, porabljen za merjenje razdalje. A zdi se, da so bili astronomi pri tem preveč previdni in so zato imeli napačno sliko populacije galaksij.
Bolje bi bilo, da bi na določenem obrisu neba "preprosto" opazovali vse galaksije svetlejše od določene meje. Toda gledanje na en predmet hkrati bi takšno študijo onemogočilo.
Za sprejem izziva je ekipa francoskih in italijanskih astronomov [3] uporabila največji možni teleskop z visoko specializiranim, zelo občutljivim instrumentom, ki je sposoben opazovati zelo veliko število (šibkih) predmetov v oddaljenem vesolju hkrati.
Astronomi so uporabili VIsible Multi-Objekt Spectrograph (VIMOS) na Melipalu, enem od 8,2-metrskih teleskopov ESO-jevega zelo velikega teleskopskega sklopa. VIMOS lahko v eni izpostavljenosti opazuje spektre približno 1000 galaksij, iz katerih je mogoče meriti rdeče premikanje, torej razdalje. Možnost opazovanja dveh galaksij hkrati bi bila enakovredna uporabi dveh teleskopov VLT. VIMOS tako stokratno poveča učinkovitost VLT.
To omogoča, da se v nekaj urah zaključijo opažanja, ki bi trajala mesece le nekaj let nazaj. Z zmogljivostmi do desetkrat bolj produktivnimi od konkurenčnih instrumentov ponuja VIMOS prvič možnost nepristranskega popisa daljnega Vesolja.
Z visoko učinkovitostjo instrumenta VIMOS se je ekipa astronomov lotila VIMOS globinske raziskave (VVDS), katere cilj je izmeriti v nekem izbranem obližu neba rdeče premikanje vseh galaksij, svetlejših od magnitude 24 v rdeči barvi, to je , galaksije, ki so do 16 milijonov šibkejše od tistega, kar lahko vidi nemoteno oko.
V skupnem vzorcu približno 8000 galaksij, izbranih samo na podlagi njihove opažene svetlosti v rdeči svetlobi, je bilo odkritih skoraj 1.000 svetlih in živahnih zvezd, ki tvorijo zvezde, v obdobjih od 1500 do 4500 milijonov let po velikem udaru (rdeče premikanje med 1,4 in 5) .
"Na naše presenečenje", pravi Olivier Le F? Vre iz Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (Francija) in sovodja projekta VVDS, "je to dva do šestkrat več, kot smo ugotovili v prejšnjih delih. Te galaksije so bile zamujene, ker so prejšnje raziskave izbirale predmete na veliko bolj restriktiven način kot mi. In to so storili tako, da so prilagodili veliko nižjo učinkovitost prejšnje generacije instrumentov. "
Medtem ko opazovanja in modeli dosledno kažejo, da vesolje v prvih milijardah let kozmičnega časa še ni oblikovalo veliko zvezd, razkritje znanstvenikov zahteva bistveno spremembo te slike.
Z združitvijo spektrov vseh galaksij v danem območju rdečega premika (t.i. ki pripadajo isti epohi) so astronomi lahko ocenili količino zvezde, ki je nastala v teh galaksijah. Ugotavljajo, da se galaksije v mladem Vesolju v enem letu spremenijo v zvezde med 10 in 100-kratno maso našega Sonca.
"To odkritje pomeni, da so galaksije zgodaj v vesolju oblikovale veliko več zvezd, kot se je prej mislilo," razlaga Gianpaolo Vettolani, drugi sovodja projekta VVDS, ki je delal v INAF-IRA v Bologni (Italija). "Ta opažanja bodo zahtevala temeljito ponovno oceno naših teorij o nastanku in evoluciji galaksij v spreminjajočem se vesolju."
Zdaj morajo astronomi razložiti, kako je mogoče ustvariti tako veliko populacijo galaksij, ki proizvaja več zvezd, kot je bilo prej predpostavljeno, v času, ko je bilo vesolje približno 10–20% svoje trenutne starosti.
Izvirni vir: ESO News Release
