Кредитна слика: ЕСО
Иако је Универзум тренутно беж боја, некада је био више плаве боје, тврде астрономи из Јужне опсерваторије за југ. Астрономи су израчунали растојање и боју до 300 галаксија које су биле смештене у истраживању Хуббле Дееп Ски, које су дубоко погледале регион неба у јужном сазвежђу Тусцанае.
Међународни тим астронома [1] одредио је боју Универзума када је био веома млад. Док је Универзум сада беж, у далекој прошлости био је много плавији, у време када је имао само 2.500 милиона година.
То је резултат опсежне и темељне анализе више од 300 галаксија које су виђене унутар малог подручја јужног неба, такозваног Хуббле Дееп Фиелд Соутх. Главни циљ ове напредне студије био је разумети како се звездасти садржај Универзума саставља и мења са временом.
Холандски астроном Маријн Франк, члан тима из Леиден опсерваторија (Холандија), објашњава: „Плаву боју раног Универзума проузрокује претежно плава светлост младих звезда у галаксијама. Црвенију боју свемирског магазина узрокује релативно већи број старијих, црвенијих звезда. “
Вођа тима, Грегори Рудницк из Мак-Планцк института за астрофизику (Гарцхинг, Немачка) додаје: „Пошто је укупна количина светлости у Универзуму у прошлости била приближно иста као данас, а млада плава звезда емитује много више светлост него стара црвена звезда, у младом Универзуму мора да је било знатно мање звезда него што је то сада случај. Наша нова открића имплицирају да је већина звезда у Универзуму формирана релативно касно, недуго пре рођења нашег Сунца, у тренутку када је Универзум био стар око 7.000 милиона година. “
Ови нови резултати заснивају се на јединственим подацима прикупљеним током више од 100 сати проматрања ИСААЦ мулти-моде инструментом на врло великом телескопу (ВЛТ) ЕСО-а, као дела великог истраживачког пројекта, слабе инфрацрвене екстрагалактичке анкете (ФИРЕС). Растојање до галаксија процењено је из њихове светлости у различитим оптичким близинама инфрацрвених опсега таласних дужина.
Посматрање раног Универзума
Сада је добро познато да је Сунце настало пре око 4,5 милијарди година. Али када се створила већина других звезда у нашој кућној Галаксији? А ста је са звездама у другим галаксијама? Ово су нека од кључних питања данашње астрономије, али на њих се може одговорити само посматрањем највећих светских телескопа.
Један од начина за решавање ових питања је посматрање врло младог Универзума директно - гледањем уназад. За то астрономи користе чињеницу да светлост коју емитују веома удаљене галаксије путује много пре него што нас досегне. Стога, када астрономи гледају тако удаљене објекте, виде их онакве какве су се давно појавили.
Те удаљене галаксије су, међутим, изузетно слабе, па су та запажања технички тешка. Друга компликација је та што се, захваљујући ширењу Универзума, светлост из тих галаксија премешта према дужим таласним дужинама [2], ван опсега оптичке таласне дужине и у инфрацрвено подручје.
Да би детаљно проучили те ране галаксије, астрономи морају стога користити највеће земаљске телескопе, који сакупљају њихову слабу светлост током веома дугих експозиција. Поред тога, морају да користе инфрацрвене детекторе.
Телескопи као џиновске очи
„Хуббле дубоко поље југ (ХДФ-С)“ је веома мали део неба у јужном сазвежђу Туцанае („Тоуцан“). Изабран је за веома детаљне студије са Хуббле свемирским телескопом (ХСТ) и другим моћним телескопима. Оптичке слике овог поља добивене од ХСТ-а представљају укупно вријеме изложености од 140 сати. Многи земаљски телескопи су такође добили слике и спектра објеката на овом небеском подручју, посебно телескопи ЕСО у Чилеу.
Подручје неба величине 2,5 к 2,5 лука2 у правцу ХДФ-С примећено је у оквиру детаљне студије (слаба инфрацрвена екстрагалактичка анкета; ФИРЕС, види ЕСО ПР 23/02). Нешто је веће од поља покривеног ВФПЦ2 камером на ХСТ-у, али ипак 100 пута мање од подручја које је подсећао пун месец.
Кад год је ово поље било видљиво из Есона опсерваторија ЕСО и атмосферски услови су били оптимални, астрономи ЕСО-а усмјерили су 8,2-метарски ВЛТ АНТУ телескоп у овом правцу, правећи близу инфрацрвене слике ИСААЦ мулти-моде инструментом. Све у свему, поље је посматрано више од 100 сати, а резултирајуће слике (видети ЕСО ПР 23/02) су најдубљи приземни прикази у скоро инфрацрвеним Јс- и Х-опсезима. Слика К-опсега најдубља је икада добијена од било ког небеског поља у овом спектралном опсегу, било са земље или из свемира.
Ови јединствени подаци пружају изванредан поглед и сада су омогућили невиђена испитивања галаксијске популације у младом Универзуму. Заиста, због изузетних услова гледања на Паналу, подаци добијени ВЛТ-ом имају одличну оштрину слике („виђење“ од 0,48 арцсец) и могу се комбиновати са ХСТ оптичким подацима без скоро никаквог губитка квалитета.
Плава боја
Астрономи су могли да недвосмислено открију око 300 галаксија на овим сликама. За сваки од њих мерили су удаљеност одређивањем црвеног померања [2]. То је учињено помоћу ново побољшане методе која се заснива на поређењу светлине сваког објекта у свим појединачним спектралним опсезима са светлошћу скупа оближњих галаксија.
На овај начин, галаксије су пронађене у пољу са црвеним помацима висине чак и з = 3,2, што одговара растојању од око 11 500 милиона светлосних година. Другим речима, астрономи су угледали светлост тих веома удаљених галаксија какви су били када је Универзум био стар око 2,2 милијарде година.
Следећи астрономи су одредили количину светлости коју емитује свака галаксија на такав начин да су ефекти црвеног померања „уклоњени“. Односно, они су мерили количину светлости у различитим таласним дужинама (бојама) као што би то забиљежио посматрач у близини те галаксије. То се, наравно, односи само на светлост звезда које нису много заклоњене прашином.
Сумирајући светлост коју емитују различите таласне дужине свих галаксија у датој космичкој епохи, астрономи би тада могли да одреде и просечну боју Универзума („космичку боју“) у тој епохи. Штавише, они су могли да мере како се та боја променила, како је Универзум остарио.
Закључују да је космичка боја временом све црвена. Нарочито је било много плавије у прошлости; сада, у старости од скоро 14.000 милиона година, Универзум има неку врсту беж боје.
Када су се формирале звезде?
Промена космичке боје временом можда је и сама по себи интересантна, али је и основно средство за утврђивање како су се звезде брзо саставиле у Универзуму.
Заправо, иако формирање звезда у појединим галаксијама може имати компликовану историју, понекад се убрзавајући у праве „звездане праске“, нова запажања - сада заснована на многим галаксијама - показују да је „просечна историја“ формирања звезда у Универзуму много једноставније. То је очигледно посматраном, глатком променом космичке боје како је Универзум остарио.
Коришћењем космичке боје астрономи су такође могли да утврде како се просечна старост релативно небрањених звезда у Универзуму мења са временом. Пошто је Свемир у прошлости био много плавији него што је сада, закључили су да Универзум не производи толико плавих (велика маса, краткотрајне) звезде као раније, док је истовремено црвена (мала маса , дуговечне звезде из ранијих генерација формирања звезда и даље су присутне. Плаве, масивне звезде умиру брже од црвених, звезде мале масе, и зато како се старост групе звезда повећава, плаве краткотрајне звезде умиру и просечна боја групе постаје све црвена. Као и Универзум у целини.
Ово понашање подсећа на тренд старења у модерним западним земљама у којима се рађа мање беба него у прошлости и људи живе дуже него у прошлости, с укупним учинком да просечна старост становништва расте.
Астрономи су утврдили колико је звезда већ формирано када је Универзум био стар само око 3.000 милиона година. Младе звезде (плаве боје) емитују више светлости од старијих (црвенијих) звезда. Међутим, пошто је у младом Универзуму постојало управо толико светла као и данас - иако су галаксије сада много црвеније - то имплицира да је у раном Универзуму било мање звезда него данас. Садашња студија открива да је у то рано време било десет пута мање звезда него што је то сада случај.
Коначно, астрономи су открили да је отприлике половина звезда у посматраним галаксијама формирана после времена када је Универзум био упола стар (7.000 милиона година после Великог праска) као и данас (14.000 милиона година).
Иако је овај резултат добијен изучавањем веома малог небеског поља и зато можда није у потпуности репрезентативан за Универзум у целини, показало се да је овај резултат одржан у другим небеским пољима.
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
