У својој жељи да науче како је настао наш Универзум, научници су истражили врло дубоко у свемир (а самим тим и веома давно у време). Коначно, њихов циљ је утврдити када су се формирале прве галаксије у нашем Универзуму и какав су утицај имали на космичку еволуцију. Недавни напори да се пронађу ове најраније формације показале су се на удаљености до 13 милијарди светлосних година од Земље - тј. Око милијарду година након Великог праска.
Из овога су научници сада у стању да проуче како су ране галаксије утицале на материју око њих - посебно реионизацију неутралних атома. Нажалост, већина раних галаксија је врло слаба, што отежава проучавање њиховог ентеријера. Али захваљујући недавном истраживању међународног тима астронома, уочена је блиставија, масивнија галаксија која може дати јасан увид у то како су ране галаксије довеле до реионизације.
Студија која детаљно описује њихова открића, под називом „ИСМ Својства масивне прашкасте галаксије која је формирана у з ~ 7 “, недавно је објављен у Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс.Предвођени истраживачима из Института Мак Планцк за радио астрономију у Бонну у Немачкој, тим се ослањао на податке из Јужног полног телескопа (СПТ) -СЗ истраживања и АЛМА како би уочио галаксију која је постојала пре 13 милијарди година (само 800 милиона година после Велики прасак).
У складу са космолошким моделом Великог праска, реионизација се односи на процес који се догодио након периода познатог као "Мрачно доба". То се догодило између 380.000 и 150 милиона година након Великог праска, где је већина фотона у Универзуму деловала у интеракцији са електронима и протонима. Као резултат тога, зрачење овог периода је према нашим тренутним инструментима неприметно - отуда и назив.
Непосредно пре овог периода догодила се „Рекомбинација“, где су атоми водоника и хелијума почели да се формирају. Првобитно јонизовани (без електрона везаних за своја језгра) ови молекули постепено заробљавају јоне како се Универзум хлади, постајући неутралан. Током периода који је уследио - тј. Између 150 милиона и милијарде година након Великог праска - почела је да се формира велика структура Универзума.
Битан за то био је процес реионизације, где су се формирале прве звезде и квазари и њихово зрачење рејонизовало околни Универзум. Зато је јасно зашто астрономи желе да испитају ово доба Универзума. Посматрајући прве звезде и галаксије и какав утицај су имали на космос, астрономи ће добити јаснију слику о томе како је овај рани период довео до Универзума какав данас познајемо.
Срећом за истраживачки тим, познато је да огромне галаксије овог периода које стварају звезде садрже велику прашину. Иако су врло слабе у оптичком опсегу, ове галаксије емитују снажно зрачење подмилиметарским таласним дужинама, што их чини препознатљивим користећи данашње напредне телескопе - укључујући Јужни пол телескоп (СПТ), Атацама Патхфиндер Екперимент (АПЕКС) и Атацама Велики милиметарски низ (АЛМА) ).
За време своје студије, Страндет и Веисс су се ослањали на податке из СПТ-а да би открили низ прашњавих галаксија из раног Универзума. Као што су Мариа Страндет и Акел Веисс из Института Мак Планцк за радио астрономију (и главни аутор и коаутори студије) рекли за Спаце Магазине путем е-маила:
„Користили смо светлост таласне дужине око 1 мм, коју могу да примете мм телескопи попут СПТ, АПЕКС или АЛМА. На овој таласној дужини фотони се производе топлотним зрачењем прашине. Лепота коришћења ове велике таласне дужине је у томе што је за велики опсег црвеног померања (гледање уназад) затамњење галаксија [узроковано] повећањем удаљености надокнађено црвеним помаком - тако да је опажени интензитет независан од црвеног померања. То је зато што се за веће црвене промене галаксија гледа на интринзично краће таласне дужине (за (1 + з)) где је зрачење јаче за термички спектар попут спектра прашине. "
Потом су уследили подаци из АЛМА-е, који је тим користио за одређивање удаљености галаксија тако што је прегледао измењену таласну дужину молекул угљен-моноксида у својим међузвездним медијумима (ИСМ). Из свих података које су прикупили успјели су ограничити својства једне од ових галаксија - СПТ0311-58 - посматрајући њене спектралне линије. Радећи то, утврдили су да та галаксија постоји само 760 милиона година после Великог праска.
„Пошто је јачина сигнала од 1 мм независна од црвеног померања (поглед уназад), а приори немамо појма да ли је неки објект близу (у космолошком смислу) или у епохи реионизације“, рекли су. „Зато смо предузели велико истраживање како бисмо утврдили црвени помак помоћу емисије молекуларних линија помоћу АЛМА. СПТ0311-58 показало се да је највећи црвени помак откривен у овом истраживању и у ствари најудаљенија масивна прашњава галаксија до сада откривена. "
Из својих запажања су такође утврдили да СПТ0311-58 има масу од око 330 милијарди соларних маса, што је око 66 пута више од Галаксије Млечног Пута (која има око 5 милијарди Сунчевих маса). Такође су проценили да он формира нове звезде брзином од неколико хиљада годишње, што би могао бити случај са суседним галаксијама које су дате у овом периоду.
Овај ретки и удаљени објект један је од најбољих кандидата за проучавање како је изгледао рани Универзум и како се од тада развијао. То ће заузврат омогућити астрономима и космолозима да тестирају теоријску основу теорије Великог праска. Како су Страндет и Веисс рекли за Спаце Магазине о свом открићу:
„Ови су објекти важни за разумевање еволуције галаксија у целини пошто велике количине прашине већ постоје у овом извору, само 760 милиона година после Великог праска, значи да је то изузетно масиван објект. Сама чињеница да су такве огромне галаксије већ постојале када је Универзум био још тако млад, ставља снажна ограничења на наше разумевање накупљања маса галаксије. Надаље, прашина се мора формирати у врло кратком времену, што даје додатне увиде о производњи прашине из прве звјездане популације. "
Способност гледања дубље у свемир и даље у прошлост довела је до многих изненађујућих открића у касно доба. А ови су заузврат оспорили неке наше претпоставке о томе шта се догодило у Универзуму и када. И на крају, они помажу научницима да створе детаљнији и потпунији приказ космичке еволуције. Ускоро ћемо можда моћи да испробамо и најраније тренутке у Универзуму, и гледамо стварање у акцији!
