Кредитна слика: ППАРЦ
До сада астрономи нису успели да пронађу пуно података о ономе што се догодило у раној фази еволуције Универзума, када се сматрало да су звезде формиране. Али ново истраживање, које су извршили астрономи помоћу опсерваторија Близанци у Чилеу, открило је неколико галаксија пре 8 до 11 милијарди година које су формиране више него што се очекивало. Мислили су да ће видети протогалаксије како се упадају једна у другу, али уместо тога пронашли су врло зреле галаксије. Могуће је да су црне рупе биле много чешће у раном Универзуму и служиле су као сидра за брзо формирање галаксија.
До сада су астрономи били готово слепи кад гледају уназад како би истражили еру у којој се очекивало да је већина звезда у Универзуму формирана. Ову критичну космолошку слепу мрљу уклонио је тим, укључујући научника из Велике Британије, користећи телескоп Фредерицк Ц. Гиллетт Гемини Гемини, који показује да се многе галаксије у младом Универзуму не понашају онако како се очекивало пре неких 8-11 милијарди година.
Изненађење: чини се да су ове галаксије потпуније формиране и зреле него што се очекивало у овој раној фази еволуције Универзума. Ово откриће је слично учитељу који улази у учионицу, очекујући да ће поздравити собу пуну неискрених тинејџера и пронаћи добро неговане младе одрасле.
"Теорија нам говори да би овом епохом требало да доминирају мале галаксије које се сруше заједно", рекао је др. Роберто Абрахам (Универзитет у Торонту), главни истраживач тима који врши проматрања у Близанцима. „Видимо да је велики део звезда у Универзуму већ на месту када је Универзум био сасвим млад, што не би требало да буде случај. Овај поглед у прошлост прилично јасно показује да морамо преиспитати шта се догодило током ове ране епохе галактичке еволуције. Теоретичари ће сигурно имати шта да гризу! "
Резултати су објављени данас на 203. састанку Америчког астрономског друштва у Атланти у Џорџији. Подаци ће ускоро бити објављени целој астрономској заједници на даљу анализу, а четири рада приводе се крају за објављивање у Тхе Астропхисицал Јоурнал и Тхе Астрономицал Јоурнал.
Др Исобел Хоок, лидерка Велике Британије за подршку групи Близанци са седиштем на Универзитету Окфорд, члан је мултинационалног тима Гемини Дееп Дееп Сурвеи (ГДДС), који је покренуо истрагу. Објашњава како та техника функционише. Тим је користио посебну технику за хватање најсиромашније галактичке светлости икад растављене у дугу боја званих спектар. Све у свему, сакупљени су спектри из преко 300 галаксија, од којих се већина налази у оној која се назива „пустиња Редсхифт“, релативно неистраженом периоду универзума, посматраном телескопима који се враћају у еру у којој је свемир био стар свега 3-6 милијарди година стари.
Она додаје, ови спектри представљају најцеловитији узорак икад добијених галаксија у пустињи Редсхифт. Добивањем великих количина података из четири широко одијељена поља, ово истраживање пружа статистичку основу за извлачење закључака за које се сумња да су у прошлим опажањима урађени свемирски телескоп Хуббле, опсерваториј Кецк, телескоп Субару и веома велики телескоп током протекле деценије.
Проучавање слабих галаксија у овој епохи, када је Универзум био свега 20-40% свог тренутног доба, представља застрашујући изазов астрономима, чак и када користи капацитет скупљања светлости веома великог телескопа попут Близанца Север са својим 8-метарским огледалом. Сва претходна истраживања галаксије у овом царству усмерена су на галаксије где се дешава интензивно формирање звезда, што олакшава добијање спектра, али ствара пристрасан узорак. ГДДС је био у могућности да одабере репрезентативнији узорак укључујући оне галаксије које имају највише звезда ненормалних, затамњених и масивнијих галаксија које захтевају посебне технике за изолацију спектра из њихове слабе светлости.
„Подаци о Близанцима је најопсежније истраживање икада урађено и покрива већину галаксија које представљају услове у раном Универзуму. Ово су масивне галаксије које је заправо теже проучити због недостатка енергетске светлости од формирања звезда. Ове високо развијене галаксије, чија је младост у облику звезда у ствари одавно нестала, једноставно не би требало да буду тамо, али јесу “, рекао је главни истражитељ др Карл Глазеброок (Универзитет Јохнс Хопкинс).
Астрономи који покушавају да схвате ово питање можда ће морати да ставе све на стол. „Нејасно је да ли морамо да исправимо постојеће моделе или да развијемо нови како бисмо разумели овај налаз“, рекао је трећи главни истражитељ истраживања, др Патрицк МцЦартхи (Опсерваториес оф Царнегие Институтион). „Из спектра Близанца сасвим је очигледно да су то заиста врло зреле галаксије и не видимо ефекте затамњивања прашине. Очигледно је да постоје неки главни аспекти о раним животима галаксија које једноставно не разумемо. Могуће је чак да су црне рупе могле бити много свеприсутније него што смо мислили у раном Универзуму и играти већу улогу у сетви раних формација галаксија. "
Оно што је вјероватно доминантна теорија еволуције галактика постулира да би популацијом галаксија у овој раној фази требало да доминирају еволутивни блокови градње. Уредно назван Хијерархијски модел, предвиђа да нормалне до велике галаксије, попут оних које се проучавају у овом раду, још увек не би постојале и формирале би се од локалних кошница активности у којима су расле велике галаксије. ГДДС открива да то можда није случај.
Спектри из овог истраживања коришћени су и за одређивање загађења међузвезданог гаса тешким елементима (званим „метали“) које производе звезде. Ово је кључни показатељ историје еволуције звезда у галаксијама. Сандра Саваглио (Универзитет Јохнс Хопкинс), која је проучавала овај аспект истраживања, рекла је: „На нашу интерпретацију Универзума снажно утиче начин на који га посматрамо. Пошто је ГДДС уочио веома слабе галаксије, могли смо да детектујемо међузвездни гас, чак и ако је делимично затворен присуством прашине. Проучавајући хемијски састав међузвезданог гаса, открили смо да су галаксије у нашем истраживању богате више метала него што се очекивало. "
Каролиншки астроном, др. Рицхард Еллис, прокоментарисао је: „Истраживање дубоких дубинских истраживања представља веома значајно достигнуће, и технички и научно. Истраживање је омогућило нови и вредан попис галаксија током кључног периода космичке историје, оног које је до сада било тешко проучити, посебно за мирољубиву компоненту популације галаксије. "
Посматрање у пустињи Редсхифт фрустрирало је модерне астронома у последњој деценији. Иако су астрономи знали да у пустињи Редсхифт мора постојати обиље галаксија, то је само "пустиња", јер од многих од њих нисмо могли добити добре спектре. Проблем лежи у чињеници да су кључна спектроскопска својства која се користе за проучавање ових галаксија поново померена због ширења Универзума у део оптичког спектра који одговара слабом, природном, прикривајућем сјају у ноћној атмосфери Земље.
Да би се превазишао овај проблем, на телескопу Гемини коришћена је софистицирана техника која се зове "Нод анд Схуффле". „Технологија Нод и Схуффле омогућава нам да уклонимо слаб природни сјај ноћног неба како бисмо открили осјетљиви спектар галаксија испод њега. Те галаксије су више од 300 пута близак од сјаја овог неба “, објашњава др Катхи Ротх, астроном из Близанца који је такође био део тима и добио је велики део података. „Показало се да је изузетно ефикасан начин радикалног смањења„ буке “или нивоа контаминације који се налазе у сигналу са електронског детектора светлости.“
Свако посматрање трајало је еквивалент од око 30 сати и истовремено је произвело готово 100 спектра. Цео пројекат захтевао је преко 120 укупних сати времена телескопа. "Ово је пуно драгоценог времена на небу, али када узмете у обзир да нам је то омогућило да попунимо кључни јаз од 20% у нашем разумевању Универзума, време је било добро проведено", додаје др Глазеброок који је развио употреба Нод анд Схуффле са Јоссом Хавтхорном за слабашна галаксијска осматрања док је била у англо-аустралијској опсерваторији пре неколико година.
Претходне студије у пустињи Редсхифт концентрисале су се на галаксије које нису нужно биле репрезентативне за маинстреам системе. За ову студију, галаксије су пажљиво одабране на основу података из Лас Цампанас инфрацрвеног истраживања како би се осигурало да јаке ултраљубичасто емитујуће галаксије које избацују звезде нису претјерано узорковане. „Ова студија је јединствена по томе што смо били у стању да проучимо црвени крај спектра и то нам говори о годинама старих звезда“, каже др Абрахам. „Излагали смо се невероватно дугачким изложеностима са Геминиа-ом отприлике десет пута дужим од уобичајених изложености. Ово је да погледамо много слабије галаксије него што је то обично случај, а фокусирајмо се на већину звезда, уместо на само блиставе младе. То нам чини много лакшим да утврдимо како се галаксије развијају. О томе више не нагађамо проучавајући младе објекте и претпостављајући да стари објекти нису много допринели причи о еволуцији галаксије. Испада да постоји много старих галаксија, али их је заиста тешко пронаћи. "
Изворни извор: ППАРЦ Невс Релеасе
