Novi prikaz iz svemirskog teleskopa Hubble pokazuje neke od prvih svijetlih galaksija koje su se pojavile u Svemiru, a pojavile su se prije otprilike 13 milijardi godina ili 900 milijuna godina nakon Velikog praska. Galaksije poput ovih nisu bile vidljive 700 milijuna godina nakon Velikog praska, tako da su se manje galaksije morale spojiti prilično brzo da bi postale velike i sjajne. Otkrića su izvršena u Hubbleovom ultra dubokom polju i Velikom opservatoriju.
Sustavno traženje prvih svijetlih galaksija koje su se formirale u ranom svemiru otkrilo je dramatičan skok broja takvih galaksija prije oko 13 milijardi godina. Ova promatranja najranijih stupnjeva evolucije galaksija pružaju nove dokaze za hijerarhijsku teoriju formiranja galaksija - ideju da su se velike galaksije vremenom sakupljale dok su se manje galaksije sudarale i spajale.
Astronomi Rychard Bouwens i Garth Illingworth na kalifornijskom sveučilištu Santa Cruz koristili su Hubble svemirski teleskop za istraživanje formiranja galaksija tijekom prvih 900 milijuna godina nakon Velikog praska. Oni su izvijestili o svojim najnovijim nalazima u broju za časopis Nature.
Duboka opažanja u tri tamne mrlje neba - Hubbleovo duboko polje i polja velikih opservatorija Origins Deep Survey - prikupila su blijedo svjetlo koje su zvijezde isijavale prije 13 milijardi godina u prvobitnim galaksijama. Na tako velikim udaljenostima mogle su se detektirati samo najsvjetlije galaksije.
"Ovo su najdublji infracrveni i optički podaci ikad uzeti. Gledamo u vrlo ranoj fazi stvaranja galaksija, "rekao je Illingworth, profesor astronomije i astrofizike na UCSC.
Istraživači su promatrali stotine svijetlih galaksija približno 900 milijuna godina nakon Velikog praska. Ali kada su pogledali dublje, oko 200 milijuna godina ranije u vremenu, pronašli su samo jedan. Opuštajući njihove kriterije pretraživanja, pojavilo se još nekoliko kandidata, ali očito se tijekom tih 200 milijuna godina dogodilo mnogo promjena, rekao je Illingworth.
"Veće, svjetlije galaksije jednostavno nisu bile prisutne 700 milijuna godina nakon Velikog praska. Ipak, 200 milijuna godina kasnije bilo ih je mnogo više, tako da je za to vrijeme moralo biti puno spajanja manjih galaksija “, rekao je.
Astronomi mogu odrediti kada je svjetlost emitirala iz dalekog izvora svojim crvenim pomakom, mjeru kako se širenje svemira protezalo valnim duljinama svjetlosti dok je putovalo kroz svemir na velike udaljenosti. Bouwens, postdoktorski suradnik s UCSC-a i prvi autor Nature članka, razvio je softver za sustavno prosijavanje podataka Hubblea u potrazi za galaksijama visokog crvenog pomaka.
Podaci su došli iz dva moćna instrumenta na Hubbleu, napredne kamere za ankete (ACS) i bliske infracrvene kamere i više-objektnog spektrografa (NICMOS). Istraživači su usporedili broj galaksija otkrivenih crvenim pomakom od 7 do 8 (700 milijuna godina nakon Velikog praska) s onim što bi mogli očekivati da će populacija galaksija tada biti kao populacija koju su promatrali u crvenom pomaku 6 (200 milion godina kasnije). Ovisno o strogosti kriterija odabira, našli su jednu galaksiju gdje bi ih očekivali 10, ili četiri tamo gdje bi ih očekivali 17.
"Naš pristup pruža vrlo kvantitativni način mjerenja nakupljanja strukture u svemiru, tako da možemo vidjeti kako se brzo mijenjala kako se manje galaksije spajaju u veće," rekao je Bouwens.
Galaksije koje smo opazili u ovom istraživanju mnogo su manje od naše vlastite Mliječne staze i ostalih divovskih galaksija koje se danas vide u obližnjem svemiru. Te rane galaksije bile su upaljene formiranjem zvijezda, emitirajući plavkastu svjetlost koja je tokom 13 milijardi milijardi godina putovanja premještena u osjetljive detektore Hubblea.
"Prilično je nevjerojatno da se možemo osvrnuti kroz 13 milijardi godina. Gledamo galaksije koje su se već razvile iz manjih prekursora, ali to je samo nekoliko stotina milijuna godina nakon formiranja prvih zvijezda, "rekao je Illingworth.
Ako je Mliječni put galaktički stariji stanovnik, onda su te galaksije djeca ili predškolci. Za sada, istraživači nisu u stanju otkriti još manje dojenačke galaksije koje su se morale spojiti da bi tvorile ove prve svijetle galaksije.
Ali sjeme tih prvih galaksija može se vidjeti u kozmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju, mjereno posljednjim i preciznim sondom Wilkinson mikrovalnom anizotropijom (WMAP), koje pokazuje neznatna kolebanja gustoće u nevjerojatno homogenom svemiru oko 400 000 godina nakon Velikog Prasak.
"Vrlo rano u evoluciji svemira sve je bilo u redu. Ali s vremenom je svemir postajao nespretniji jer je gravitacija povlačila sve više materije u gušća područja “, rekao je Bouwens. "Naša promatranja ranih galaksija omogućuju nam da mjerimo kako se svemir brzo razvijao od manjih do većih skupina."
Otkrivanje prvih galaksija koje se formiraju bit će moguće pomoću nasljednika Hubblea, James Webb svemirskog teleskopa, koji je trenutno planiran za lansiranje u 2013., rekao je Illingworth. Dodatne informacije o pretraživanju prvih galaksija dostupne su na webu na http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Izvorni izvor: UCSC News Release
