Tähtitieteilijät ovat vuosikymmenien ajan yrittäneet nähdä niin pitkälle kuin mahdollista syvään maailmankaikkeuteen. Tarkkailemalla kosmosta sellaisena kuin se oli pian Ison räjähdyksen jälkeen, astrofysiikit ja kosmologit toivovat oppivansa kaiken voitavansa maailmankaikkeuden varhaisesta muodostumisesta ja sen myöhemmästä kehityksestä. Kiitos instrumenteille kuten Hubble-avaruuskaukoputki, tähtitieteilijät ovat voineet nähdä maailmankaikkeuden osia, joihin aiemmin ei ollut pääsyä.
Mutta jopa kunnianarvoisa Hubble ei kykene näkemään kaikkea mitä varhaisessa universumissa tapahtui. Tokion yliopiston tähtitieteen instituutin johtama kansainvälisten tähtitieteilijöiden ryhmä havaitsi kuitenkin joidenkin maailman uusimpien tähtitieteellisten observatorioiden yhdistetyn voiman avulla 39 aiemmin paljastumatonta muinaista galaksia, löytöllä, jolla voi olla merkittäviä vaikutuksia tähtitieteen ja kosmologian kannalta.
Löytön takana olevaan ryhmään kuuluivat jäsenet Tokion yliopiston tähtitieteellisestä instituutista, Ranskan kansallisesta tieteellisestä tutkimuskeskuksesta (CNRS), Anhuin normaalista yliopistosta Kiinassa, Ludwig-Maximilians-yliopistosta Münchenissä, Kiinan kansallisista tähtitieteellisistä observatorioista ja Kiinan kansantasavallasta. Academia Sinica tähtitieteen ja astrofysiikan instituutti (ASIAA) Taiwanissa. Heidän tutkimuksensa ilmestyivät 7. elokuuta ilmestyneessä lehdessä Nature.
"Näkymättömän" tarkkailu
Yksinkertaisesti sanottuna, varhaisimmat mahdolliset galaksit maailmankaikkeudessa ovat pysyneet näkymättöminä toistaiseksi, koska niiden valo on hyvin heikko ja esiintyy pitkillä aallonpituuksilla, joita Hubble ei pysty havaitsemaan. Joukkue
Tuloksena oleva löytö ei ollut pelkästään ennennäkemätöntä, mutta tämän monien tämän tyyppisten galaksien löytäminen uhmaa nykyisiä kosmologisia malleja. Kuten AISAA: n tutkija ja tutkimuksen yhteistekijä Tao Wang selitti:
”Tämä on ensimmäinen kerta, kun niin suuri massiivisten galaksien populaatio vahvistui maailmankaikkeuden 13,7 miljardin vuoden elämän ensimmäisen kahden miljardin vuoden aikana. Nämä olivat aikaisemmin näkymättömiä meille. Tämä löytö on ristiriidassa tämän kosmisen evoluutiokauden nykyisten mallien kanssa ja auttaa lisäämään joitain yksityiskohtia, jotka puuttuvat tähän mennessä. "
Näitä galakseja, vaikka ne olivat tuolloin suurimpia, oli silti erittäin vaikea havaita. Suurin osa syystä liittyy siihen, missä määrin maailmankaikkeuden laajeneminen on heikentänyt heidän valoaan. Jokapäiväisessä tähtitieteessä
Tämän avulla tähtitieteilijät voivat paitsi kertoa kuinka kaukana esine on, myös miltä esine näytti aikaisemmin. Mutta katsomalla maailmankaikkeuden aikaisinta aikakautta (yli 13 miljardia vuotta sitten), valtava etäisyys venyy näkyvän valon aallonpituuteen pisteeseen, jossa se ei enää ole näkyvän valon alueella ja muuttuu infrapunaksi.
Toinen syy, miksi näitä galakseja on vaikea havaita, on se, että suuremmilla galakseilla on taipumus peittää pöly, etenkin kun ne ovat vielä muodostumisensa alkuosissa. Tämä yleensä hämärtää heitä enemmän kuin heidän pienemmät galaktiset kollegansa. Näistä syistä epäiltiin, että nämä galaksit eivät olleet niin vanhoja kuin ryhmä ehdotti. Kuten Wang ilmoitti:
”Oli vaikea vakuuttaa ikäisensä, että nämä galaksit olivat niin vanhoja, kuin epäilimme heidän olevan. Alkuperäiset epäilyt heidän olemassaolostaan tulivat Spitzerin avaruusteleskoopin infrapunadatasta. Mutta ALMA: lla on terävät silmät ja paljastettu yksityiskohtia submillimetrin aallonpituuksilla, paras aallonpituus seurata varhaisessa maailmankaikkeudessa esiintyvää pölyä. Silti se tarvitsi lisätietoja mielikuvituksellisesti nimeltä Erittäin suuri kaukoputki Chilestä todella todistaaksemme, että näimme muinaisia massiivisia galakseja, joissa mitään ei ollut ennen nähty. "
Mitä tämä tarkoittaa tähtitiedelle?
Koska näiden galaksien löytäminen uhmaa nykyisiä kosmologisia mallejamme, ryhmän havainnoilla on luonnollisesti joitain merkittäviä vaikutuksia tähtitieteilijöihin. Kuten tähtitieteen instituutin professori ja tutkimuksen avustaja Kotaro Kohno selitti:
“Mitä massiivisempi galaksi, sitä massiivisempi supermassiivinen musta reikä sen ytimessä. Joten näiden galaksien ja niiden evoluution tutkiminen kertoo meille lisää myös supermassiivisten mustien reikien kehityksestä ”, lisäsi Kohno. ”Massiiviset galaksit liittyvät myös läheisesti näkymättömän tumman aineen jakautumiseen. Tällä on merkitystä galaksien rakenteen ja jakauman muotoilussa. Teorian tutkijoiden on päivitettävä teoriansa nyt. "
Toinen mielenkiintoinen löytö oli tapoja, joilla nämä 39 muinaista galaksia eroavat omasta. Ensinnäkin näillä galakseilla oli suurempi tähtitiheys kuin Linnunradalla nykyään; mikä tarkoittaa, että jos galaksiamme olisivat samanlaisia, tähtigazerit näkivät jotain aivan erilaista katsoessaan yötaivaalle.
Yhtäältä yötaivas näyttää olevan paljon majesteettisempi. Tähtien suurempi tiheys tarkoittaa, että lähellä olisi paljon enemmän tähtiä esiintymällä suurempina ja kirkkaampana ”, Wang sanoi. "Mutta päinvastoin, suuri pölymäärä tarkoittaa, että kauempana olevat tähdet olisivat paljon vähemmän näkyviä, joten näiden kirkkaiden lähellä olevien tähtijen tausta voi olla valtava tumma tyhjä tila."
Koska tämä on ensimmäinen kerta, kun tällainen galaktinen populaatio on löydetty, tähtitieteilijät odottavat mitä muuta he saattavat löytää. Nykyisessä muodossaan jopa ALMA ei ole riittävän hienostunut tutkimaan näiden galaksien kemiallisia koostumuksia ja tähtipopulaatioita. Seuraavan sukupolven observatorioilla on kuitenkin päätöslauselma astronomien suorittamiseksi näistä tutkimuksista.
Näihin kuuluvat James Webbin avaruusteleskooppi, joka on tarkoitus käynnistää vuonna 2021. Maanpäälliset observatoriat, kuten ESO: n erittäin suuri teleskooppi (ELT), kolmenkymmenen metrin kaukoputki (TMT) ja jättiläinen Magellanin teleskooppi (GMT), todennäköisesti myös olla tärkeä rooli.
Se on jännittävä aika tähtitieteilijöille ja kosmologeille. Aina niin hitaasti, he kuorivat takaisin toisen maailmankaikkeuden kerroksen nähdäkseen, mitkä salaisuudet varjostuvat alla!
