Kreditna slika: Subaru teleskop
Teleskop Subaru, sa sjedištem u Japanu, otkrio je najudaljeniju galaksiju ikad zabilježenu na udaljenosti od 12,8 milijardi svjetlosnih godina. Projektni tim Subaru Deep Field otkrio je 70 udaljenih objekata kandidata, pomoću posebnog filtra koji samo omogućava svjetlost vrlo specifične valne duljine - onaj koji odgovara objektima udaljenim otprilike 13 milijardi svjetlosnih godina.
Teleskop Subaru pronašao je galaksiju udaljenu 12,8 milijardi svjetlosnih godina (crveni pomak od 6,58; vidi bilješku 1), najudaljeniju galaksiju ikad promatranu. Ovo otkriće prvi je rezultat Subaru Deep Field Project, istraživačkog projekta Subaruovog teleskopa Nacionalnog astronomskog opservatorija Japana koji upravlja Subaru teleskopom. Projektni tim Subaru dubokog polja (SDF) pronašao je oko 70 udaljenih kandidata za galaksiju pričvršćivanjem posebnog filtra dizajniranog za otkrivanje galaksija udaljenih oko 13 milijardi svjetlosnih godina na kameru sa širokim vidnim poljem. Daljnja zapažanja spektrografom potvrdila su da su dva od devet kandidata zapravo daleke galaksije. Jedna od njih je najudaljenija galaksija ikad promatrana. Ovo otkriće podiže očekivanje da će projekt moći pronaći veliki broj dalekih galaksija koje će pomoći razotkriti ranu povijest svemira na statistički značajan način.
SDF projekt je opservatorijski projekt Javnog nacionalnog astronomskog opservatorija, osmišljen da prikaže sposobnosti Subaru teleskopa i da riješi temeljna astronomska pitanja koja je teško riješiti kroz Subaruov redovni sustav raspodjele vremena. Većina istraživačkih programa na teleskopu Subaru odabrana je putem natjecateljskog postupka raspodjele vremena koji se naziva Otvorena upotreba, a otvoren je za sve astronome, ali omogućuje najviše tri promatrane noći svakih šest mjeseci. Udruživanjem promatračkih noći rezerviranih za opservatoriju i astronome koji su doprinijeli uspostavljanju Subaru teleskopa, promatrački projekt može riješiti pitanja koja zahtijevaju veća sredstva za teleskop od tipičnih prijedloga istraživanja. Glavni cilj projekta SDF je otkriti veliki broj najudaljenijih galaksija koje se mogu detektirati i razumjeti njihova svojstva i njihov utjecaj na evoluciju svemira. Brzina svjetlosti osnovno je ograničenje brzine kretanja informacija (vidi bilješku 2). Kad detektiramo svjetlost iz galaksije udaljene 13 milijardi svjetlosnih godina, to znači da vidimo galaksiju kakva je bila prije 13 milijardi godina. Tražiti sve udaljenije galaksije znači gledati galaksije u ranija i ranija vremena u svemiru.
Promatranja SDF-a iskoristila su činjenicu da svjetlost iz udaljenih galaksija ima karakterističnu valnu duljinu i oblik. Astronomi misle da su najstarije galaksije brzo formirale zvijezde iz vodika, dominantnog oblika materije u svemiru. Svjetlost ovih zvijezda potaknula bi bilo koji vodik koji preostaje oko njih do stanja više energije i čak bi ga ionizirala. Kad se uzbuđeni vodik vrati u niža energetska stanja, on emitira svjetlost u nekoliko različitih valnih duljina. Međutim, većina te svjetlosti pobjegla bi iz mlade galaksije kao emisijska linija na 122 nanometara, jer „plava“ svjetlost kraće valne duljine i veće energije može ponovno pobuditi ostale atome vodika. Kako se svemir širi, što je udaljenija galaksija od nas, to se brže udaljava od nas. Zbog ovog kretanja svjetlost iz udaljenih galaksija dopplera se prebacuje na duže ili crvene valne duljine, a ta se emisijska linija "premješta" na veću valnu duljinu koja je karakteristična za udaljenost galaksije i sama galaksija izgleda crvena. Dok svjetlost putuje velikom udaljenošću od svog izvora do Zemlje, svjetlost na višoj energetskoj strani ili plavoj strani emisione linije može biti apsorbirana od strane neutralnog vodika u intergalaktičkom prostoru. Ova apsorpcija daje emisijskoj crti karakterističan asimetričan izgled. Sveukupni crveni izgled i snažna emisijska linija na određenoj valnoj duljini s određenim asimetričnim oblikom znak je daleke novorođene galaksije.
Kako bi otkrili najudaljenije galaksije ikad promatrane, SDF-ov tim razvio je poseban filter koji propušta svjetlost samo s uskim rasponom valnih duljina od 908 do 938 nanometara. Te valne duljine odgovaraju emisijskoj liniji od 122 nanometara nakon prijeđenih udaljenosti od 13 milijardi svjetlosnih godina. Tim je instalirao posebni filtar i dva druga filtera na kraćim i dužim valnim duljinama koje nose poseban filter, na Subaru-teleskopu Subrime-Cam, Subaru Prime Focus Camero teleskop, i proveo opsežni program promatranja od travnja do svibnja 2002. Suprime-Cam je sposobnost snimanja područja neba velikog kao i punog mjeseca u jednom izlaganju, jedinstvena sposobnost među instrumentima na 8-metarskim klasama i većim teleskopima, te je izuzetno pogodna za snimanje vrlo slabih objekata na velikim nebeskim područjima , Promatrajući područje neba veličine Mjeseca do 5,8 sati u svakom filtru, tim je uspio otkriti preko 50 000 objekata, uključujući i mnoge izuzetno slabe galaksije. Odabirom galaksija koje su svijetle samo u posebnom filtru i preferirano crvene boje, tim je pronašao 70 kandidata za galaksije u crvenom pomicanju 6,6 (ili na udaljenosti od 13 milijardi svjetlosnih godina; vidi sliku 1).
U lipnju 2002. godine tim je koristio FOCAS, kameru slabog objekta i spektrograf na teleskopu Subaru kako bi promatrali 9 od 70 kandidata i potvrdili općenito crveni izgled i emisijsku crtu s izrazitom asimetrijom u dva objekta (vidi sliku 2), i utvrdio da su njihova pomicanja 6,58 i 6,54. Svjetlost iz tih galaksija emitirana je prije 12,8 milijardi godina kada je svemir bio star samo 900 milijuna godina. Prethodno promatrana najudaljenija galaksija, crvenog pomaka od 6,56, otkrivena je pregledom velikog skupa galaksija koji mogu pojačati svjetlost iz udaljenijih galaksija s efektom gravitacijskog leća. (Pogledajte naše priopćenje za javnost iz svibnja 2002., http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.)Opažanja SDF-a prvi su put opažene više galaksija na tako velikoj udaljenosti i bez njih pomoć gravitacijskog leća. Galaksija sa crvenim pomakom od 6,58 je najudaljenija galaksija ikad promatrana.
SDF tim očekuje da će pomoću kontinuiranih promatranja naći još mnogo udaljenijih galaksija. Prije formiranja prvih zvijezda i galaksija, svemir je bio u fazi koju Astronomi nazivaju "mračnim vremenima svemira". Određivanje vremena kad su se završila tamna doba jedno je od najvažnijih astronomskih pitanja našeg vremena. Glavni članovi tima, Keiichi Kodaira sa diplomiranog japanskog sveučilišta za napredne studije, Nobunari Kashikawa s Japanskog nacionalnog astronomskog opservatorija i Yoshiaki Taniguchi sa sveučilišta Tohoku nadaju se da će otkrivanjem statistički značajnog broja udaljenih galaksija moći početi karakterizirati galaksije koje su najavljivale kraj mračnih doba svemira.
Izvorni izvor: Subaru News Release
