Kreditna slika: ESO
Pomoću ISAAC instrumenta za blizinu infracrvenog zračenja na vrlo velikom teleskopu ESO-a i učinka povećavanja gravitacijskog sočiva, tim francuskih i švicarskih astronoma [2] otkrio je nekoliko slabih galaksija za koje se vjeruje da su najudaljenije poznate.
Daljnja spektroskopska ispitivanja jednog od ovih kandidata pružila su snažan slučaj onome što je sada novi rekorder - i daleko - najudaljenije galaksije poznate u Svemiru.
Nazvana Abell 1835 IR1916, novootkrivena galaksija ima crveni pomak od 10 [3] i nalazi se udaljeno oko 13,230 milijuna svjetlosnih godina. Stoga se vidi u doba kada je Svemir bio mlad samo 470 milijuna godina, to jest jedva 3 posto njegove trenutne dobi.
Čini se da je ova prvobitna galaksija deset tisuća puta manje masivna od naše Galaksije, Mliječnog puta. Mogla bi biti među prvim razredima objekata koji su okončali tamna doba svemira.
Ovo nevjerojatno otkriće ilustrira potencijal velikih zemaljskih teleskopa u blizini infracrvenog područja za istraživanje vrlo ranog Svemira.
Kopanje u prošlost
Poput paleontologa koji kopaju sve dublje i dublje kako bi pronašli najstarije ostatke, astronomi pokušavaju pogledati dalje i dalje kako bi pomno proučili vrlo mladi Svemir. Konačna potraga? Pronalaženje prvih zvijezda i galaksija koje su nastale neposredno nakon Velikog praska.
Preciznije, astronomi pokušavaju istražiti posljednja "nepoznata područja", granicu između "mračnog doba" i "kozmičke renesanse".
Umjesto nedugo nakon Velikog praska, za koji se sada vjeruje da se dogodio prije nekih 13.700 milijuna godina, Svemir je potonuo u tamu. Relikvijsko zračenje iz iskonske vatrene kugle bilo je rastegnuto kosmičkim širenjem prema većim valnim duljinama, a još nisu formirane zvijezde ni kvazari koji bi mogli osvijetliti ogroman prostor. Svemir je bio hladno i neprozirno mjesto. Stoga je ovo sumorno doba prilično razumno nazvano "mračnim vijekom".
Nekoliko stotina milijuna godina kasnije, prva generacija zvijezda, a kasnije i prve galaksije i kvazari, proizveli su intenzivno ultraljubičasto zračenje, postupno podižući maglu nad Svemirom.
To je bio kraj mračnog vijeka, a termin koji je opet preuzet iz ljudske povijesti ponekad se naziva i "kozmičkom renesansom".
Astronomi pokušavaju utvrditi kada je - i kako - točno tamno doba završilo. Ovo zahtijeva traženje najudaljenijih objekata, što je izazov koji mogu poduzeti samo najveći teleskopi u kombinaciji s vrlo pažljivom strategijom promatranja.
Korištenje gravitacijskog teleskopa
Pojavom teleskopa klase 8-10 metara u posljednjem desetljeću postignut je spektakularan napredak. Od tada je postalo moguće detaljno promatrati nekoliko tisuća galaksija i kvazara na udaljenosti od gotovo 12 milijardi svjetlosnih godina (tj. Do crvenog pomaka od 3 [3]). Drugim riječima, astronomi su sada u mogućnosti proučavati pojedine galaksije, njihovo nastajanje, evoluciju i druga svojstva u tipično 85% dosadašnje povijesti svemira.
Nadalje, u prošlosti, promatranja galaksija i kvazara postaju rijetka. Trenutno se samo nekoliko vrlo slabih galaksija vidi otprilike 1200 do 750 milijuna godina nakon Velikog praska (crveni pomak 5-7). Iza toga, onesviještenost ovih izvora i činjenica da se njihova svjetlost premješta iz optičke u blisku infracrvenu tehnologiju dosad su ozbiljno ograničili studije.
Važan iskorak u ovoj potrazi za najranijom formiranom galaksijom sada je postigao tim francuskih i švicarskih astronoma [2] koristeći ESO-ov vrlo veliki teleskop (VLT) opremljen instrumentom ISAAC koji je gotovo infracrveni. Da bi to postigli, morali su kombinirati učinak pojačanja svjetlosti nakupine galaksija - Gravitacijski teleskop - sa snagom skupljanja svjetlosti VLT-a i odličnim nebeskim uvjetima koji su vladali u Paranalu.
U potrazi za dalekim galaksijama
Lov na tako slabe, neuhvatljive predmete zahtijeva poseban pristup.
Prije svega, vrlo su duboke slike nakupine galaksija nazvane Abell 1835 snimljene su ISAAC instrumentom blizu infracrvenog signala na VLT-u. Takvi relativno obližnji masivni grozdovi mogu se savijati i pojačavati svjetlost pozadinskih izvora - fenomen nazvan Gravitacijsko leće i predviđen Einsteinovom teorijom opće relativnosti.
Ovo prirodno pojačanje omogućuje astronomima da zaviruju u galaksije što bi inače bilo suviše slabo vidljivo. U slučaju novootkrivene galaksije, svjetlost se pojačava otprilike 25 do 100 puta! U kombinaciji sa snagom VLT-a je na taj način bilo moguće slikati, pa čak i uzeti spektar ove galaksije. Doista, prirodno pojačanje učinkovito povećava otvor VLT-a s 8,2 m na 40-80 m.
Duboke blizine infracrvenih slika snimljene različitim valnim duljinama omogućile su astronomima da okarakteriziraju svojstva nekoliko tisuća galaksija na slici i odaberu ih nekoliko kao potencijalno vrlo udaljenih galaksija. Korištenjem prethodno dobivenih slika snimljenih na teleskopu Kanada-Francuska-Havaji (CFHT) na Mauna Kea i slikama s Hubble svemirskog teleskopa, tada je potvrđeno da se ove galaksije doista ne vide u optičkoj. Na taj su način prepoznate šest kandidatskih galaksija visokog crvenog pomaka čija će se svjetlost možda emitirati kad je Svemir bio star manje od 700 milijuna godina.
Da bi potvrdili i dobili preciznije određivanje udaljenosti jedne od tih galaksija, astronomi su dobili Direktorovo diskrecijsko vrijeme da ponovo upotrebi ISAAC na VLT-u, ali ovaj put u njegovom spektroskopskom načinu. Nakon višemjesečne pažljive analize podataka, astronomi su uvjereni da su otkrili slabo, ali jasno spektralno svojstvo u blizini infracrvene domene. Astronomi su čvrsto tvrdili da je ovo svojstvo sigurno Lyman-alfa emisijska linija tipična za ove objekte. Ova linija, koja se pojavljuje u laboratoriju na valnoj duljini od 0,11616 m, to jest u ultraljubičastoj boji, proteže se do blizu infracrvenog na 1,34 mm, što Abell 1835 IR1916 čini prvom galaksijom za koju se zna da je crveni pomak velik kao 10.
Najudaljenija galaksija poznata do danas
Ovo je najjači slučaj crvenog pomaka koji prelazi trenutni spektroskopski potvrđeni zapis pri z = 6,6 i prvi je slučaj dvoznamenkastog crvenog pomaka. Smanjivši starost Svemira čovjekovom životnom vijeku (recimo 80 godina), prethodni potvrđeni zapis pokazao je četverogodišnje dijete. Uz prisutna zapažanja, imamo sliku djeteta kada je imao dvije i pol godine.
Iz slika ove galaksije dobivenih u raznim valovima, astronomi zaključuju da je u tijeku razdoblja intenzivnog formiranja zvijezda. No, količina formiranih zvijezda procjenjuje se da je "samo" 10 milijuna puta veća od Sunčeve mase, otprilike deset tisuća puta manja od mase naše Galaksije, Mliječnog puta.
Drugim riječima, astronomi su prvi građevni blok današnjih velikih galaksija. Ovaj se nalaz dobro uklapa u naše trenutačno razumijevanje procesa stvaranja galaksija koje odgovara uzastopnom stvaranju velikih galaksija koje su danas viđene brojnim spajanjem „građevnih blokova“, manjih i mlađih galaksija formiranih u prošlosti.
Upravo su ti građevinski blokovi mogli osigurati prve izvore svjetla koji su podigli maglu nad Svemirom i zaustavili mračno doba.
Za Rosera Pell-a, iz Observatoire Midi-Pyr? N? Es (Francuska) i suvoditelja tima, „ova zapažanja pokazuju da su u odličnim nebeskim uvjetima poput onih u ESO-ovom opservatoriju Paranal, i pomoću jakih gravitacijskih leća, izravna promatranja udaljenih galaksija blizu mračnog vijeka izvedivo je s najboljim zemaljskim teleskopima. "
Drugi suvoditelj tima, Daniel Schaerer sa Ženevskog opservatorija i sveučilišta (Švicarska), uzbuđen je: "Ovo otkriće otvara put budućim istraživanjima prvih zvijezda i galaksija u ranom Svemiru."
Više informacija
Podaci predstavljeni u ovom Priopćenju temeljeni su na istraživačkom članku u europskom istraživačkom časopisu „Astronomija i astrofizika“ (A&A, svezak 416, stranica L35; „ISAAC / VLT opažanja lentirane galaksije pri z = 10,0“ Roser Pell? , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Francois Le Borgne i Jean-Paul Kneib). Dostupan je na web stranici EDP.
Dodatna objašnjenja i slike dostupni su na web stranici autora, na http://obswww.unige.ch/sfr i http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
Izvorni izvor: ESO News Release
