Z komunikatu prasowego Royal Astronomical Society:
Astronomowie znaleźli pierwsze rozstrzygające dowody na dramatyczny wzrost narodzin gwiazd w nowo odkrytej populacji masywnych galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Ich pomiary potwierdzają ideę, że gwiazdy powstają najszybciej około 11 miliardów lat temu, czyli około trzech miliardów lat po Wielkim Wybuchu, i że tempo formowania się gwiazd jest znacznie szybsze, niż sądzono.
Naukowcy wykorzystali obserwatorium kosmiczne Herschel Space Observatory Europejskiej Agencji Kosmicznej, zwierciadło o średnicy 3,5 m, uruchomione w 2009 roku. Szczegółowo badali odległe obiekty za pomocą kamery z odbiornikiem spektralnym i fotometrycznym (SPIRE), uzyskując solidne dowody na to, że galaktyki formują gwiazdy z ogromną prędkością i mają duże złoża gazu, które zasilą formowanie się gwiazd przez setki milionów lat.
Dr Scott Chapman z Institute of Astronomy w Cambridge przedstawił nowe wyniki w artykule w specjalnym wydaniu czasopisma Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, koncentrując się na wynikach Herschel.
Scott komentuje: „Pomiary Herschela-SPIRE pokazały, że nowa populacja galaktyk jest cieplejsza niż się spodziewano, ponieważ gwiazdy formują się znacznie szybciej, niż wcześniej sądziliśmy”.
Galaktyki są tak odległe, że wykrywane przez nich światło podróżuje przez ponad 11 miliardów lat. Oznacza to, że widzimy ich takimi, jakie były około trzech miliardów lat po Wielkim Wybuchu. Kluczem do nowych wyników jest niedawne odkrycie nowego typu niezwykle świecącej galaktyki we wczesnym Wszechświecie. Galaktyki te są bardzo słabe w świetle widzialnym, ponieważ nowo powstałe gwiazdy są nadal kokonowane w chmurach gazu i pyłu, w których się urodziły. Ten kosmiczny pył, który ma temperaturę około -240oC, jest znacznie jaśniejszy na dłuższych długościach fal dalekiej podczerwieni obserwowanych przez satelitę Herschel.
Pokrewny typ galaktyki odkryto po raz pierwszy w 1997 r. (Ale nie do końca dobrze zrozumiano do 2003 r.) Za pomocą kamery „SCUBA” przymocowanej do teleskopu Jamesa Clerka Maxwella na Hawajach, która wykrywa promieniowanie emitowane przy jeszcze dłuższych falach submilimetrowych. Ale uważano, że te odległe „galaktyki submilimetrowe” reprezentują jedynie połowę obrazu powstawania gwiazd we wczesnym Wszechświecie. Ponieważ SCUBA preferencyjnie wykrywa zimniejsze obiekty, zasugerowano, że podobne galaktyki o nieco wyższych temperaturach mogą istnieć, ale pozostały w dużej mierze niezauważone.
Dr Chapman i inni zmierzyli swoje odległości za pomocą teleskopu optycznego Keck na Hawajach i sub-milimetrowego obserwatorium Plateau de Bure we Francji, ale nie byli w stanie wykazać, że są w trakcie gwałtownego powstawania gwiazd.
Herschel jest pierwszym teleskopem z możliwością wykrywania tych galaktyk u szczytu ich mocy, dlatego dr Chapman połączył siły z zespołem „HerMES”, kierowanym przez profesora Seba Olivera z University of Sussex i dr Jamie Bock w Caltech, którzy byli przeprowadzając największe badanie galaktyk z Herschelem.
Dzięki obserwacjom Herschela, skupionym na około 70 galaktykach w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy, naukowcy uzyskali brakujący dowód, aby potwierdzić, że galaktyki te stanowią kluczowy epizod w gromadzeniu się wokół nas dużych galaktyk, takich jak nasz własny Mleczny Droga.
Członek zespołu, profesor Rob Ivison z University of Edinburgh, wyjaśnia znaczenie nowych wyników. „Na podstawie danych, które mieliśmy wcześniej, nie mogliśmy dokładnie powiedzieć, skąd pochodzi światło podczerwone z tych galaktyk. Ale za pomocą SPIRE możemy zobaczyć, że jest to znak formowania się gwiazd ”.
Nowe galaktyki mają olbrzymie prędkości formowania się gwiazd, znacznie wyższe niż wszystko, co można zobaczyć we współczesnym Wszechświecie. Prawdopodobnie rozwinęły się one w wyniku gwałtownych starć między dotychczas niezakłóconymi galaktykami, po tym jak już powstały pierwsze gwiazdy i ich fragmenty. Niemniej badanie tych nowych obiektów daje astronomom wgląd w najwcześniejsze epoki formowania się gwiazd po Wielkim Wybuchu.
Kolega z zespołu dr Isaac Roseboom z University of Sussex podsumowuje pracę. „To było niesamowite i zaskakujące, że obserwacje Herschel-SPIRE odkryły tak dramatyczną populację niewidzialnych wcześniej galaktyk”. Profesor Seb Oliver, również z Sussex, dodaje: „Jesteśmy naprawdę pod wrażeniem ogromnej zdolności Herschela do badania odległego wszechświata. Ta praca Scotta Chapmana daje nam prawdziwy obraz tego, jak kosmos wyglądał we wczesnym okresie swojego życia. ”
Dzięki nowemu odkryciu astronomowie pod przewodnictwem Wielkiej Brytanii przeprowadzili o wiele dokładniejszy spis niektórych z najbardziej ekstremalnych galaktyk we Wszechświecie w szczytowym okresie swojej aktywności. Przyszłe obserwacje zbadają szczegóły źródła zasilania galaktyk i spróbują ustalić, w jaki sposób będą się rozwijać, gdy ich intensywne impulsy aktywności dobiegną końca.
