Kuvaluotto: ESO
Käyttämällä ISAAC-lähi-infrapunainstrumenttia ESO: n erittäin suuressa kaukoputkessa ja gravitaatiolinssin suurennusvaikutusta, ranskalaisten ja sveitsiläisten tähtitieteilijöiden ryhmä [2] on löytänyt useita heikkoja galakseja, joiden uskotaan olevan kaikkein kaikkein tunnetuimpia.
Yhden näistä ehdokkaista tehdyt lisäspektroskopiset tutkimukset ovat tarjonneet vahvan esimerkin uudelle ennätysrekisterille - ja ylivoimaisesti - maailman kaikkein tunnetuimmalle galaksille.
Äskettäin löydetyn galaksin, nimeltään Abell 1835 IR1916, punasiirtymä on 10 [3] ja se sijaitsee noin 13 230 miljoonan valovuoden päässä. Siksi se nähdään aikana, jolloin maailmankaikkeus oli vain 470 miljoonaa vuotta nuori, toisin sanoen vain 3 prosenttia nykyisestä iästään.
Tämä alkukantainen galaksi näyttää olevan kymmenentuhatta kertaa vähemmän massiivinen kuin galaksiamme, Linnunrata. Se voi hyvinkin olla ensimmäisessä luokassa esineitä, jotka lopettavat maailmankaikkeuden pimeät aikakaudet.
Tämä huomattava löytö havainnollistaa suurten maapallon kaukoputkien potentiaalia lähellä infrapuna-aluetta hyvin varhaisen maailmankaikkeuden tutkimiseen.
Kaivaminen menneisyyteen
Kuten paleontologit, jotka kaivaavat yhä syvemmälle löytääkseen vanhimmat jäännökset, tähtitieteilijät yrittävät etsiä pidemmälle ja tutkia hyvin nuorta maailmankaikkeutta. Perimmäinen tavoite? Löydämme ensimmäiset tähdet ja galaksit, jotka muodostuivat juuri Ison räjähdyksen jälkeen.
Tarkemmin sanottuna, tähtitieteilijät yrittävät tutkia viimeisimpiä "tuntemattomia alueita", rajaa "pimeiden aikakausien" ja "kosmisen renessanssin" välillä.
Pikemminkin pian Ison räjähdyksen jälkeen, jonka uskotaan nyt tapahtuvan noin 13 700 miljoonaa vuotta sitten, maailmankaikkeus uppoutui pimeyteen. Alkuperäisen tulipallin jäännössäteily oli venyttänyt kosmisella laajenemisella kohti pidempiä aallonpituuksia, eikä tähtiä tai kvasaareja ollut vielä muodostettu, jotka voisivat valaista valtavaa tilaa. Universumi oli kylmä ja läpinäkymätön paikka. Tätä surkeaa aikakautta kutsutaan siis melko kohtuudella "pimeiksi aikakaudeksi".
Muutama sata miljoonaa vuotta myöhemmin, ensimmäinen sukupolvi tähtiä, ja myöhemmin vielä ensimmäiset galaksit ja kvaasarit, tuotti voimakasta ultraviolettisäteilyä, nostaen asteittain sumua maailmankaikkeuden yli.
Tämä päättyi pimeisiin aikoihin, ja termiin, joka on jälleen otettu ihmiskunnan historiasta, viitataan joskus ”kosmiseen renessanssiin”.
Tähtitieteilijät yrittävät selvittää, milloin - ja miten - Dark Ages loppui. Tämä vaatii syrjäisimpien kohteiden etsimistä, haasteen, jonka vain suuret kaukoputket yhdessä erittäin huolellisen tarkkailustrategian kanssa voivat ottaa vastaan.
Gravitaatioteleskoopin käyttäminen
Viimeisen vuosikymmenen aikana on saavutettu mahtavaa edistystä 8-10 metrin luokan teleskooppien tulon myötä. Sen jälkeen on todellakin tullut mahdollista tarkkailla joitain yksityiskohtia useita tuhansia galakseja ja kvasaareja lähes 12 miljardin valovuoden etäisyyksille (ts. Punasiirtymiseen 3 [3]). Toisin sanoen, tähtitieteilijät pystyvät nyt tutkimaan yksittäisiä galakseja, niiden muodostumista, evoluutiota ja muita ominaisuuksia tyypillisesti 85%: lla maailmankaikkeuden historiasta.
Kauempana ajankohtana galaksien ja kvaasarien havainnoista on kuitenkin tullut vähän. Tällä hetkellä vain kourallinen hyvin heikkoja galakseja nähdään noin 1 200–750 miljoonaa vuotta suureen räjähdyksen jälkeen (punasiirtymä 5–7). Tämän lisäksi näiden lähteiden heikkous ja se, että niiden valo on siirtynyt optisesta läheiseen infrapunaan, on toistaiseksi rajoittanut tutkimuksia.
Ranskalaisten ja sveitsiläisten tähtitieteilijöiden ryhmä [2] on nyt saavuttanut tärkeän läpimurtonsa tässä varhaisimmin muodostetun galaksin pyrkimyksessä käyttämällä ESOn erittäin suurta teleskooppia (VLT), joka on varustettu lähi-infrapunaherkillä instrumenteilla ISAAC. Tämän saavuttamiseksi heidän piti yhdistää galaksiklusterin - Gravitaation teleskoopin - valonvahvistusvaikutus VLT: n valonkeruujärjestelmän ja Paranalissa vallitsevien erinomaisten taivaanolosuhteiden kanssa.
Etäisten galaksien etsiminen
Tällaisten heikkojen, vaikeasti tavoitettavien esineiden metsästys vaatii erityistä lähestymistapaa.
Ensinnäkin, erittäin syvät kuvat Abell 1835 -nimestä galaksiklusterista otettiin käyttämällä ISAAC-lähi-infrapuna-instrumenttia VLT: llä. Tällaiset suhteellisen lähellä olevat massiiviset klusterit kykenevät taivuttamaan ja vahvistamaan taustalähteiden valoa - tämä on ilmiö, jota kutsutaan gravitaation linssiksi ja joka ennustetaan Einsteinin teoriassa yleisestä suhteellisuudesta.
Tämän luonnollisen vahvistumisen ansiosta tähtitieteilijät voivat käydä vertaansa galakseissa, jotka muuten olisivat liian heikkoja nähdäkseen. Äskettäin löydetyn galaksin tapauksessa valo vahvistuu noin 25 - 100 kertaa! Yhdistettynä VLT: n voimaan on siten ollut mahdollista kuvata ja jopa ottaa tämän galaksin spektri. Itse asiassa luonnollinen vahvistus lisää tehokkaasti VLT: n aukkoa 8,2-m: sta 40 - 80 m: iin.
Eri aallonpituuksilla otetut syvät läheiset IR-kuvat ovat antaneet tähtitieteilijöille mahdollisuuden kuvata muutaman tuhannen galaksin ominaisuudet kuvassa ja valita kourallinen niistä mahdollisesti erittäin kaukaisiksi galakseiksi. Käyttämällä aikaisemmin Kanadan, Ranskan ja Havaijin teleskoopilla (CFHT) otettuja kuvia Mauna Keassa ja Hubble-avaruusteleskoopilla otettuja kuvia, on sitten varmistettu, että näitä galakseja ei todellakaan näy optisessa tilassa. Tällä tavalla tunnistettiin kuusi ehdokasta voimakkaan punasiirtymän galakseja, joiden valo on saattanut säteillä, kun maailmankaikkeus oli alle 700 miljoonaa vuotta vanha.
Vahvistaaksesi ja saadaksesi tarkemman määrityksen yhden näiden galaksien etäisyydestä, tähtitieteilijät saivat johtajan harkinnanvaraisen ajan käyttää ISAACia jälleen VLT: ssä, mutta tällä kertaa spektroskooppisessa tilassa. Useiden kuukausien huolellisen tietojen analysoinnin jälkeen tähtitieteilijät ovat vakuuttuneita löytäneensä heikon, mutta selkeän spektrin ominaisuuden lähi-infrapuna-alueella. Astronomit ovat todenneet vahvasti, että tämä ominaisuus on varmasti näille esineille tyypillinen Lyman-alfa-päästöjohto. Tämä linja, joka esiintyy laboratoriossa aallonpituudella 0,1216 um, ts. Ultravioletissa, on venytetty lähi-infrapunaan 1,34 um: n kohdalla, jolloin Abell 1835 IR1916 on ensimmäinen galaksi, jonka tiedetään olevan niin suuri punasiirtymä kuin 10.
Tähän asti kaukana oleva galaksi
Tämä on vahvin tapaus punasiirtymälle, joka ylittää nykyisen spektroskooppisesti vahvistetun tietueen arvossa z = 6,6, ja ensimmäinen tapaus kaksinumeroisen punaisen siirtymän tapauksessa. Skaalaamalla maailmankaikkeuden ikä ihmisen elinajan mukaan (sanotaan esimerkiksi 80 vuotta), aiempi vahvistettu ennätys osoitti neljän vuoden taaperoikäisen. Nykyisten havaintojen avulla meillä on kuva lapsesta, kun hän oli kaksi ja puoli vuotta vanha.
Tämän galaksin kuvista, jotka on saatu eri aaltokaistoilla, tähtitieteilijät päättelevät, että se on kokenut voimakkaan tähden muodostumisen ajanjakson. Mutta muodostuneiden tähteiden määrän arvioidaan olevan ”vain” 10 miljoonaa kertaa auringon massa, noin kymmenentuhatta kertaa pienempi kuin galaksiamme, Linnunradan, massa.
Toisin sanoen, mitä tähtitieteilijät näkevät, on nykyisten suurten galaksien ensimmäinen rakennuspalikka. Tämä havainto on hyvin sopusoinnussa nykyisen käsityksemme kanssa galaksien muodostumisprosessista, joka vastaa nykyään havaittujen suurten galaksien peräkkäistä muodostumista aikaisempien muodostuneiden "rakennuspalikoiden", pienempien ja nuorempien galaksien sulautumisen kautta.
Juuri nämä rakennuspalikat ovat saattaneet tarjota ensimmäiset valonlähteet, jotka nostivat sumua maailmankaikkeuden yli ja lopettivat pimeät aikakaudet.
Roser Pell?: Lle, Observatoire Midi-Pyrninen (Ranska) ja ryhmän pääjohtajalle, ”nämä havainnot osoittavat, että erinomaisissa taivaanolosuhteissa, kuten ESOn Paranal Observatory, ja käyttämällä vahvaa painovoimalinssiä, suorat havainnot kaukaisten galaktien lähellä pimeää keskiaikaa on mahdollista parhailla maapallolla sijaitsevilla kaukoputkilla. "
Ryhmän toinen pääjohtaja Daniel Schaerer Geneven observatoriosta ja yliopistosta (Sveitsi) on innoissaan: "Tämä löytö avaa tien varhaisen maailmankaikkeuden ensimmäisten tähtijen ja galaksien tuleville tutkimuksille."
Lisää tietoa
Tässä lehdistötiedotteessa esitetyt tiedot perustuvat eurooppalaisen tutkimuslehden ”Astronomy & Astrophysics” tutkimusartikkeliin (A&A, osa 416, sivu L35; “ISAAC / VLT-havainnot linssillä varustetusta galaksista, jonka arvo on z = 10,0”, kirjoittanut Roser Pell?) , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Fran? Isis Le Borgne ja Jean-Paul Kneib). Se on saatavana verkossa EDP: n verkkosivustolla.
Lisäselvityksiä ja kuvia on saatavana kirjoittajien verkkosivuilla osoitteissa http://obswww.unige.ch/sfr ja http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
Alkuperäinen lähde: ESO-lehdistötiedote
