Źródło zdjęcia: Hubble
Międzynarodowy zespół astronomów mógł ustanowić nowy rekord w odkrywaniu najbardziej odległej znanej galaktyki we wszechświecie. Znajdujący się w odległości około 13 miliardów lat świetlnych, obiekt oglądany jest w czasie zaledwie 750 milionów lat po Wielkim Wybuchu, kiedy wszechświat miał zaledwie 5 procent swojego obecnego wieku.
Pierwotna galaktyka została zidentyfikowana poprzez połączenie mocy Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA i Teleskopów W. M. Kecka CARA na Mauna Kea na Hawajach. Te wielkie obserwatoria zyskały na sile dzięki dodatkowemu powiększeniu naturalnej „kosmicznej soczewki grawitacyjnej” w przestrzeni, która dodatkowo zwiększa jasność odległego obiektu.
Nowo odkryta galaktyka prawdopodobnie będzie młodą galaktyką świecącą pod koniec tak zwanego „średniowiecza”? okres w historii kosmosu, który zakończył się wraz z pierwszymi galaktykami i kwazarami przekształcającymi nieprzezroczysty molekularny wodór w przezroczysty, zjonizowany wszechświat, który widzimy dzisiaj.
Nowa galaktyka została wykryta podczas długiej ekspozycji pobliskiej gromady galaktyk Abell 2218, wykonanej za pomocą Zaawansowanej kamery do badań na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Ta gromada jest tak masywna, że światło odległych obiektów przechodzących przez gromadę faktycznie wygina się i jest wzmacniane, podobnie jak lupa wygina się i powiększa obiekty widziane przez nią. Takie naturalne „teleskopy grawitacyjne” pozwalają astronomom widzieć bardzo odległe i słabe obiekty, których inaczej nie można by zobaczyć. Niezwykle słaba galaktyka jest tak daleko, że jej światło widzialne zostało rozciągnięte na długości fal podczerwonych, co czyni obserwacje szczególnie trudnymi.
„Szukając odległych galaktyk powiększonych przez Abella 2218, wykryliśmy parę uderzająco podobnych obrazów, których ułożenie i kolor wskazują bardzo odległy obiekt” - powiedział astronom Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees i Caltech), który jest ołowiu autor donosi o odkryciu w nadchodzącym artykule w Astrophysical Journal.
Analiza sekwencji obrazów Hubble'a wskazuje, że obiekt leży pomiędzy przesunięciem ku czerwieni o wartości 6,6 i 7,1, co czyni go najbardziej znanym obecnie znanym źródłem. Jednak długie ekspozycje w optyce i podczerwieni wykonane spektrografami na 10-metrowych teleskopach Keck sugerują, że obiekt ma przesunięcie ku czerwieni w kierunku górnego końca tego zakresu, wokół przesunięcia ku czerwieni 7.
Przesunięcie ku czerwieni jest miarą przesunięcia długości fali światła na dłuższą długość fali. Im większe przesunięcie długości fali w kierunku bardziej czerwonych obszarów widma, tym bardziej oddalony jest obiekt.
„Odkryta przez nas galaktyka jest wyjątkowo słaba, a sprawdzenie jej odległości było niezwykle trudną przygodą” - powiedział dr Kneib. „Bez powiększenia 25 uzyskanego przez gromadę pierwszego planu, ten wczesny obiekt po prostu nie mógłby zostać zidentyfikowany ani zbadany w ogóle za pomocą dostępnych obecnie teleskopów. Nawet przy pomocy soczewki kosmicznej odkrycie było możliwe tylko dzięki przesunięciu naszych obecnych obserwatoriów do granic ich możliwości! ”
Korzystając z połączenia wysokiej rozdzielczości Hubble'a i dużego powiększenia soczewki kosmicznej, astronomowie oceniają ten obiekt, choć bardzo mały? tylko 2000 lat świetlnych średnicy? niezwykle aktywnie formuje gwiazdy. Jednak dwie intrygujące właściwości nowego źródła to widoczny brak typowo jasnej linii emisji wodoru i jej intensywnego światła ultrafioletowego, które jest znacznie silniejsze niż obserwowane w galaktykach gwiazdotwórczych bliżej.
„Właściwości tego odległego źródła są bardzo ekscytujące, ponieważ, jeśli zostaną zweryfikowane w dalszych badaniach, mogą reprezentować znak rozpoznawczy prawdziwie młodego układu gwiezdnego, który zakończył Średniowiecze”, dodał dr Richard Ellis, profesor astronomii Steele w Caltech, oraz współautor w artykule.
Zespół jest zachęcany sukcesem swojej techniki i planuje kontynuować poszukiwanie kolejnych przykładów, patrząc przez inne kosmiczne soczewki na niebie. Wyjątkowa rozdzielczość Hubble'a sprawia, że idealnie nadaje się do takich wyszukiwań.
„Oszacowanie obfitości i charakterystycznych właściwości źródeł we wczesnych czasach jest szczególnie ważne dla zrozumienia, w jaki sposób wszechświat się rejonizował, kończąc w ten sposób Ciemne Wieki” - powiedział Mike Santos, były absolwent Caltech, obecnie doktorant w Institute of Astronomy, Cambridge, Wielka Brytania. „Soczewka kosmiczna po raz pierwszy rzuciła okiem na tę ważną epokę. Zależy nam na tym, by dowiedzieć się więcej, znajdując kolejne przykłady, choć niewątpliwie będzie to trudne ”
„Patrzymy na pierwsze dowody naszych przodków na drzewie ewolucyjnym całego wszechświata” - powiedział dr Frederic Chaffee, dyrektor Obserwatorium W. Kecka, w którym znajdują się podwójne 10-metrowe teleskopy Keck, które potwierdziły to odkrycie. „Teleskopy to wirtualne wehikuły czasu, pozwalające naszym astronomom spojrzeć na wczesną historię kosmosu, a te cudowne obserwacje pochodzą z najwcześniejszych czasów.”
Zespół Caltech raportujący o odkryciu składa się z Dr. Jean-Paul Kneib, Richard S. Ellis, Michael R. Santos i Johan Richard. Dr. Kneib i Richard służą także Observatoire Midi-Pyrenees w Tuluzie we Francji. Dr Santos reprezentuje również Institute of Astronomy, Cambridge, Wielka Brytania.
Finansowanie publiczne tego projektu zostało częściowo zapewnione przez grant NASA GSRP NGT5-50339 i grant NASA STScI HST-GO-09452.01-A.
Obserwatorium W. Kecka jest zarządzane przez California Association for Research in Astronomy (CARA), partnerstwo naukowe między California Institute of Technology (Caltech), University of California oraz National Aeronautics and Space Administration (NASA). Space Telescope Science Institute (STScI) jest prowadzony przez Stowarzyszenie Uniwersytetów Badań w Astronomii, Inc. (AURA), dla NASA, na podstawie umowy z Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. Kosmiczny Teleskop Hubble'a to projekt współpracy międzynarodowej między NASA i Europejską Agencją Kosmiczną (ESA).
Oryginalne źródło: Hubble News Release
