Tähtitieteilijät, jotka haluavat selvittää, milloin maailmankaikkeuden uudelleensijoittaminen tapahtui, ovat löytäneet varhaisimmat galaksit noin 800 miljoonan vuoden kuluttua Isosta räjähdyksestä. Yhden galaksin ikä vahvistettiin ominaisella neutraalilla vedyn allekirjoituksella 787 miljoonan vuoden kuluttua Ison räjähdyksen jälkeen. Löytö on ensimmäinen ikävakuutus ns. Pudonneelle galaksille tuona kaukaisena ajankohtana ja osoittaa, kun todennäköisesti alkava uudelleenionisoitumisen aikakausi.
Uudelleenmääritysjakso on suunnilleen kauimpana ajanjaksona, jonka tähtitieteilijät voivat havaita. Big Bang, 13,7 miljardia vuotta sitten, loi kuuman, hämärän maailmankaikkeuden. Noin 400 000 vuotta myöhemmin lämpötilat jäähtyivät, elektronit ja protonit liittyivät neutraaliksi vedyksi, ja piikki puhdistui. Jokin aika ennen miljardia vuotta suuren iskun jälkeen neutraali vety alkoi muodostaa tähtiä ensimmäisissä galakseissa, joka säteili energiaa ja muutti vedyn takaisin ionisoituneeksi. Vaikka tämä ei ollut aikaisemman ajanjakson paksu plasmakeitto heti Ison räjähdyksen jälkeen, tämä tähdemuodostus aloitti uudelleenjärjestelykauden.
Tähtitieteilijät tietävät, että tämä aikakausi päättyi noin miljardin vuoden kuluttua isosta räjähdyksestä, mutta alkaessaan se on heistä välttynyt.
Etsimme "katkeamisen" galakseja ", Masami Ouchi sanoi, joka johti Yhdysvaltojen ja Japanin tähtitieteilijöiden ryhmää taaksepäin uudelleensijoituskaudelle. ”Käytämme vähitellen punaisempia suodattimia, jotka paljastavat kasvavat valon aallonpituudet ja tarkkailevat, mitkä galaksit katoavat kyseisillä suodattimilla tehtyjen kuvien kohdalta tai“ poistuminen ”niistä. Vanhemmat, kauempana olevat galaksit, jotka ovat asteittain punaisempien suodattimien "tippauksia" ja niiden aallonpituudet, voivat kertoa galaksien etäisyyden ja iän. Tämän tutkimuksen eroaa siitä, että tutkimme aluetta, joka on yli 100 kertaa suurempi kuin aikaisemmat, ja sen seurauksena meillä oli suurempi otos varhaisista galakseista (22) kuin aiemmissa tutkimuksissa. Lisäksi pystyimme vahvistamaan yhden galaksin iän ”, hän jatkoi. "Koska kaikki galaksit löydettiin samalla poistotekniikalla, ne ovat todennäköisesti saman ikäisiä."
Ouchin joukkue pystyi suorittamaan niin suuren tutkimuksen, koska he käyttivät mittatilaustyönä valmistettua superpunaista suodatinta ja muita ainutlaatuisia punaisen herkkyyden mukaisia teknologisia edistyksiä 8,3 metrin Subaru-teleskoopin laajakenttäkamerassa. He tekivät havaintonsa vuosina 2006-2009 Subaru Deep Field- ja Great Observatories Origins Deep Survey North -kentällä. Sitten he vetivät havaintojaan muissa tutkimuksissa kerättyihin tietoihin.
Tähtitieteilijät ovat miettineet, tapahtuiko universumin uudel- leistymistä heti vai asteittain ajan myötä, mutta mikä tärkeintä, he ovat yrittäneet eristää, kun maailmankaikkeus aloitti uudelleenistumisen. Galaktisen tiheyden ja kirkkauden mittaukset ovat avain tärinänmuodostumisnopeuden laskemiseen, mikä kertoo paljon siitä, mitä tapahtui. Astronomit tarkastelivat tähtien muodostumisnopeuksia ja vetyionisoitumisnopeutta.
Tutkimuksensa ja muiden tietojen perusteella he päättivät, että tähtien muodostumisnopeudet olivat dramaattisesti alhaisemmat 800 miljoonasta vuodesta noin miljardiin vuoteen Ison räjähdyksen jälkeen, sen jälkeen. Vastaavasti he laskivat, että ionisoitumisnopeus olisi hyvin hidas tänä varhaisena aikana, koska tähtien muodostumisnopeus on alhainen.
”Olimme todella yllättyneitä siitä, että ionisaationopeus näyttää niin alhaiselta, mikä olisi ristiriidassa NASA: n WMAP-satelliitin vaatimuksen kanssa. Se päätteli, että uudelleensijoittaminen alkoi viimeistään 600 miljoonaa vuotta Ison räjähdyksen jälkeen ”, Ouchi muistutti. ”Mielestämme tämä arvoitus selittyy tehokkaammilla ionisoivien fotonien tuotantosuhteilla varhaisissa galakseissa. Massiivisten tähtien muodostuminen on saattanut olla paljon voimakkaampaa kuin nykypäivän galakseissa. Harvemmat massiiviset tähdet tuottavat enemmän ionisoivia fotoneja kuin monet pienemmät tähdet ”, hän selitti.
Tutkimus julkaistaan Astrophysical Journal -lehden joulukuun numerossa.
Lähde: EurekAlert
