Desetljećima astronomi pokušavaju vidjeti koliko mogu u dubokom Svemiru. Promatrajući kosmos kakav je bio ubrzo nakon Velikog praska, astrofizičari i kosmolozi nadaju se da će naučiti sve što mogu o ranom nastanku Svemira i njegovoj daljnjoj evoluciji. Zahvaljujući instrumentima poput Hubble svemirski teleskop, astronomi su mogli vidjeti dijelove Svemira koji su prethodno bili nepristupačni.
Ali čak ni časni Hubble nije u stanju vidjeti sve što se događalo tijekom ranog Svemira. Međutim, koristeći kombiniranu snagu nekih od najnovijih astronomskih opservatorija iz cijelog svijeta, tim međunarodnih astronoma pod vodstvom Instituta za astronomiju Sveučilišta u Tokiju promatrao je 39 prethodno neotkrivenih drevnih galaksija, a nalaz bi mogao imati velike posljedice za astronomiju i kozmologiju.
Tim koji stoji iza otkrića uključivao je članove Instituta za astronomiju Sveučilišta u Tokiju, Francuskog nacionalnog centra za znanstvena istraživanja (CNRS), Normalno sveučilište Anhui u Kini, Sveučilište Ludwig-Maximilians u Münchenu, Nacionalne astronomske opservatorije u Kini i Institut za astronomiju i astrofiziku Academia Sinica (ASIAA) u Tajvanu. Njihova su se istraživanja pojavila u izdanju 7. kolovoza Priroda.
Uočavanje nevidljivog
Jednostavno rečeno, najstarije moguće galaksije u Svemiru do danas su ostale nevidljive jer je njihova svjetlost vrlo slaba i pojavljuje se na velikim valnim duljinama koje Hubble ne može prepoznati. Tim
Otkriće koje je rezultiralo nije samo bez presedana, već otkriće ove brojne galaksije prkosi trenutnim kozmološkim modelima. Kao što je objasnio Tao Wang, istraživač iz AISAA-e i koautor studije:
„Ovo je prvi put da je tako velika populacija masivnih galaksija potvrđena tijekom prve 2 milijarde godina 13,7-milijardi godina života svemira. To su nam prije bili nevidljivi. Ovo je otkriće u suprotnosti s trenutnim modelima za to razdoblje kozmičke evolucije i pomoći će u dodavanju pojedinosti koje su dosad nedostajale. "
Ove galaksije, iako su u to vrijeme bile najveće, još uvijek je bilo vrlo teško uočiti. Dosta razloga ima veze s tim u kojoj mjeri je njihova svjetlost bila razvučena širenjem Svemira. U svakodnevnoj astronomiji,
To astronomima omogućuje ne samo da govore koliko je neki objekt udaljen, već i kako je taj objekt izgledao u prošlosti. Ali gledajući najraniju epohu Svemira (prije više od 13 milijardi godina), ogromna udaljenost rasteže valnu duljinu vidljive svjetlosti do točke kada više nije u domenu vidljive svjetlosti i postaje infracrvena.
Drugi razlog zbog kojeg je te galaksije teško uočiti je taj što su veće galaksije sklone u prašini, pogotovo kada su još uvijek u ranim dijelovima formiranja. To ih čini nejasnim više od njihovih manjih galaktičkih kolega. Iz tih razloga postojala je neka sumnja da te galaksije nisu toliko stare kao što je predložio tim. Kao što je Wang naznačio:
"Bilo je teško uvjeriti naše vršnjake da su te galaksije stare koliko i mi sumnjive da su. Naše početne sumnje u njihovo postojanje poticale su infracrvenim podacima Spitzer svemirskog teleskopa. Ali ALMA ima oštre oči i otkrila je detalje na submilimetarskim valnim duljinama, najbolju valnu duljinu zaviriti kroz prašinu prisutnu u ranom svemiru. Uprkos tome, bili su potrebni dodatni podaci maštovito nazvanog Vrlo veliki teleskop u Čileu da bi zaista dokazali da vidimo drevne masivne galaksije tamo gdje još niko nije vidio. "
Što to znači za astronomiju?
Budući da otkriće ovih galaksija prkosi našim trenutnim kosmološkim modelima, nalazi tima prirodno imaju neke značajne posljedice za astronome. Kao što je objasnio Kotaro Kohno, profesor s Instituta za astronomiju i koautor studije, objasnio je:
"Što je galaksija masivnija, to je masivnija supermasivna crna rupa u njenom srcu. Dakle, istraživanje ovih galaksija i njihova evolucija također će nam reći više o evoluciji supermasivnih crnih rupa ", dodao je Kohno. „Masivne galaksije također su blisko povezane s raspodjelom nevidljive tamne materije. To igra ulogu u oblikovanju strukture i distribucije galaksija. Teoretski istraživači sada će morati ažurirati svoje teorije. "
Drugo zanimljivo otkriće bili su načini na koji se tih 39 drevnih galaksija razlikuju od naših. Za početak su ove galaksije imale veću gustoću zvijezda nego danas Mliječni put; što znači da kad bi naša galaksija bila slična, zvijezde bi vidjele nešto sasvim drugo kad bi pogledale prema noćnom nebu.
"Kao prvo, noćno nebo činilo bi se mnogo veličanstvenije. Veća gustoća zvijezda znači da bi bilo puno više zvijezda u blizini pojavljujući se veće i svjetlije “, rekao je Wang. "Ali obrnuto, velika količina prašine znači da bi daleke zvijezde bile daleko manje vidljive, tako da bi pozadina ovih svijetlih bliskih zvijezda mogla biti velika mračna praznina."
Budući da je ovo prvi put da je otkrivena galaktička populacija ove vrste, astronomi raduju što bi još mogli pronaći. Kako sada stoji, čak ni ALMA nije dovoljno sofisticirana za istraživanje kemijskih sastava i zvjezdanih populacija ovih galaksija. Međutim, opservatorije nove generacije imat će rješenje za astronome da provedu ove studije.
Tu se ubraja i svemirski teleskop James Webb koji je trenutno predviđen za pokretanje 2021. Zemaljska opservatorija poput ESO-ovog izuzetno velikog teleskopa (ELT), tridesetmetarskog teleskopa (TMT) i divovskog magelanskog teleskopa (GMT) također će vjerojatno igraju vitalnu ulogu.
To je uzbudljivo vrijeme za astronome i kozmologe. Uvijek tako polako skidaju još jedan sloj Svemira da vide koje tajne vrebaju ispod!
