Кредитна слика: ЕСО
Међународни тим астронома користио је веома велики телескоп (ВЛТ) Европске јужне опсерваторије да би погледао дубоко у свемир и видео галаксије удаљене 12,6 милијарди светлосних година - ове галаксије се виде када је Универзум био само 10% његове тренутне старости. Пронађено је неколико галаксија ове старе, а ова нова колекција помогла је астрономима да закључе да су део космичког мрачног доба, када су светлеће галаксије биле ретке - много их је било само 500 милиона година касније.
Користећи ЕСО врло велики телескоп (ВЛТ), два астронома из Немачке и Велике Британије [2] открила су неке од најудаљенијих галаксија икада виђених. Они се налазе око 12.600 милиона светлосних година.
Требало је да светлост коју је сада забележио ВЛТ око девет десетине старости Универзума пређе ову огромну удаљеност. Стога посматрамо те галаксије какве су биле у време када је Универзум био веома млад, мање од око 10% своје садашње старости. У то време Универзум је настао из дугог периода познатог као "Мрачно доба", улазећи у блиставу епоху "Космичке ренесансе".
За разлику од претходних студија које су резултирале открићем неколико, широко распршених галаксија у овој раној епохи, ова студија је пронашла најмање шест удаљених грађана унутар малог небеског подручја, мање од пет процената величине пуног месеца! То је омогућило разумевање еволуције ових галаксија и њиховог утицаја на стање Универзума у младости.
Астрономи нарочито закључују на основу својих јединствених података да је у Свемиру у овој раној фази било знатно мање светлосних галаксија него 500 милиона година касније.
Због тога мора постојати много мање светлуцавих галаксија у региону свемира које су проучавале, превише слабе да би се откриле у овој студији. То морају бити оне још неидентификоване галаксије које емитују већину енергетских фотона потребних за јонизисање водоника у Универзуму у тој нарочито епохи.
Од Великог праска до космичке ренесансе
Данас је Универзум прожет енергетским ултраљубичастим зрачењем, произведеним квазарима и врућим звездама. Фотони кратких таласних дужина ослобађају електроне од атома водоника који чине дифузни интергалактички медијум и зато је овај скоро у потпуности јонизиран. Међутим, постојала је рана епоха у историји Универзума када то није било тако.
Универзум је настао из врућег и изузетно густог почетног стања, такозваног Великог праска. Астрономи сада верују да се то догодило пре око 13,700 милиона година.
Током првих неколико минута произведене су огромне количине протона, неутрона и електрона. Универзум је био тако врућ да су протони и електрони слободно лебдјели: Универзум је био у потпуности јонизиран.
После неких 100.000 година, Универзум се охладио на неколико хиљада степени, а језгра и електрони су сада комбиновани да би формирали атоме. Козмолози овај тренутак називају "епохом рекомбинације". Микроталасно позадинско зрачење које сада посматрамо из свих праваца приказује стање велике једнолике у Универзуму у тој далекој епохи.
Међутим, ово је било и време када је Универзум потонуо у таму. С једне стране, реликтно зрачење из првобитне ватрене кугле протезало се космичким ширењем према дужим таласним дужинама и због тога више није било у стању да јонизује водоник. Супротно томе, били су заробљени управо формираним атомима водоника. С друге стране, још нису формиране звезде или квазари који би могли осветлити огроман простор. Ово суморно доба се стога прилично разумно назива „мрачним веком“. Проматрања још увијек нису успјела продријети у ово забачено доба - наше је знање и даље рудиментарно и све се темељи на теоријским прорачунима.
Неколико стотина милиона година касније, или барем тако астрономи верују, из огромних облака гаса који су се кретали заједно, формирали су се неки први масивни предмети. Прва генерација звезда и нешто касније, прве галаксије и квазари, произвели су интензивно ултраљубичасто зрачење. Међутим, то зрачење не би могло да прође јако далеко, јер би га одмах апсорбирали атоми водоника који су у овом процесу опет јонизовани.
Интергалактички гас је опет постао јонизован у стално растућим сферама око извора јонизације. У једном тренутку ове су сфере постале толико велике да су се потпуно преклапале: магла над Универзумом се подигла!
То је био крај Мрачног века и уз појам поново преузет из људске историје, који се понекад назива и „Космичка ренесанса“. Описујући најзначајнију карактеристику овог периода, астрономи га називају и „епохом реионизације“.
Проналажење најудаљенијих галаксија помоћу ВЛТ-а
Да бисте бацили мало светлости на стање Универзума на крају Мрачног века, потребно је открити и проучити изузетно удаљене (тј. Велике црвене промене [2]) галаксије. Могу се користити различите методе посматрања - на пример, удаљене галаксије пронађене су помоћу ускопојасног снимања (нпр. ЕСО ПР 12/03), коришћењем слика које су гравитационо појачане масивним кластерима, а такође серендипитли.
Маттхев Лехнерт из МПЕ из Гарцхинга, Немачка, и Малцолм Бремер са Универзитета у Бристолу, Велика Британија, користили су посебну технику којом се користи промена проматраних боја далеке галаксије која је узрокована апсорпцијом у интергалактичком медијуму. Галаксије у црвеним помацима од 4,8 до 5,8 [2] могу се пронаћи ако потражите галаксије које се појављују релативно јарко црвеним оптичким светлом и које су у зеленом светлу блебетане или неоткривене. Такви „прекиди“ у расподјели светлости појединих галаксија дају снажне доказе да се галаксија можда налази на високом црвеном помаку и да је њена светлост кренула на дуг пут према нама, само неких 1000 милиона година након Великог праска.
За то су прво користили мулти-мод инструмент ФОРС2 на 8,2-метарском ВЛТ ИЕПУН телескопу како би снимили изузетно „дубоке“ слике кроз три оптичка филтера (зелена, црвена и веома црвена) малог подручја неба (40 квадратних лукова или отприлике 5 процената величине пуног Месеца). Ове слике откриле су око 20 галаксија са великим размацима између зеленог и црвеног филтера, што сугерише да су се налазиле на великом црвеном замаху. Спектри ових галаксија су затим добијени истим инструментом, како би се измерили њихови истински црвени помаци.
„Кључ за успех ових запажања била је употреба великог новог детектора са појачаним црвеним цртама, доступног на ФОРС2“, каже Малцолм Бремер.
Спектри су указивали да се шест галаксија налази на растојањима које одговарају црвеним помацима између 4,8 и 5,8; друге галаксије биле су ближе. Изненађујуће, и на радост астронома, једна емисиона линија је виђена у другој слабашној галаксији која је случајно посматрана (случајно се налазила у једној од прореза ФОРС2) која се можда налази још даље, у црвеном помицању 6.6. Ако би се то потврдило накнадним детаљнијим запажањима, та галаксија би била кандидат за златну медаљу као најдаље удаљену познату!
Најстарије познате галаксије
Спектри су открили да ове галаксије активно формирају звезде и вероватно нису старије од 100 милиона година, можда чак и млађе. Међутим, њихов број и посматрана светлина указују на то да су светлеће галаксије на тим црвеним помацима мање и мање светлуцале од сличних одабраних галаксија које су нам ближе.
„Наша открића показују да комбинована ултраљубичаста светлост из откривених галаксија није довољна да у потпуности јонизује околни гас“, објашњава Малцом Бремер. „Ово нас доводи до закључка да мора постојати много више мањих и мање блиставих галаксија у региону свемира који смо проучавали, а превише се онесвести да би се то открило. Мора да су ове још увек невиђене галаксије које емитују већину енергетских фотона потребних за јонизисање водоника у Универзуму. "
"Следећи корак ће бити коришћење ВЛТ-а за проналажење још и слабијих галаксија на још вишим црвеним помацима", додаје Маттхев Лехнерт. "Са већим узорком тако удаљених објеката, тада можемо добити увид у њихову природу и промену њихове густине на небу."
Британска премијера
Овдје приказана запажања су међу првим великим открићима британских научника откако је Велика Британија постала члан ЕСО-а у јулу 2002. године. Рицхард Ваде из Вијећа за истраживање физике и астрономије честица (ППАРЦ), који финансира претплату Велике Британије за ЕСО, врло је задовољан : „Приступањем Европској јужној опсерваторији, британски астрономи су добили приступ водећим светским објектима, као што је ВЛТ. Ови узбудљиви нови резултати, за које сам сигуран да ће их бити још много, илуструју како британски астрономи доприносе врхунским открићима. "
Више информација
Резултати описани у овом саопштењу за штампу ускоро ће се појавити у истраживачком часопису Астропхисицал Јоурнал ("Свјетлосни лук Лиман-а при з> 5 и извор рејонизације" М. Д. Лехнерт-а и М. Бремера). Доступан је електронским путем као астро-пх / 0212431.
Напомене
[1]: Ово је координирано саопштење за ЕСО / ППАРЦ. Издање ППАРЦ верзије можете пронаћи овде.
[2]: Овај рад су извели Малцолм Бремер (Универзитет у Бристолу, Велика Британија) и Маттхев Лехнерт (Мак-Планцк-Институт за Ектратеррестрисцхе Пхисик, Гарцхинг, Немачка).
[3]: Измерјено црвено померање галаксија у Бремеровом дубоком пољу је з = 4,8-5,8, с једним неочекиваним (и изненађујућим) црвеним помаком од 6,6. У астрономији, црвено померање означава део којим се линије у спектру објекта померају према већим таласним дужинама. Посматрано црвено померање удаљене галаксије даје процену њене удаљености. Растојања назначена у овом тексту заснивају се на старости Универзума од 13,7 милијарди година. На назначеном црвеном помаку, опажена је Лиман-алфа линија атомског водоника (таласна дужина таласа 121,6 нм) на 680 до 920 нм, тј. У црвеној спектралној области.
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
