Astronomowie z Wielkiej Brytanii i USA wykorzystali Spitzer Space Telescope i Hubble Space Telescope do wykrycia światła pochodzącego od pierwszych gwiazd, które formują się w niektórych z najdalszych galaktyk, jakie dotąd widzieliśmy. Przemawiając w środę 6 kwietnia na Narodowym Spotkaniu Astronomicznym RAS w Birmingham, dr Andrew Bunker (University of Exeter) omówi nowe dowody na to, że powstawanie pierwszych galaktyk mogło mieć miejsce wcześniej niż wcześniej sądzono.
Ta praca obserwacyjna z wykorzystaniem obrazów w podczerwieni ze Spitzer Space Telescope jest niezbędna, ponieważ teoretyczne prognozy historii formowania się gwiazd we wczesnym Wszechświecie są wysoce niepewne. Zespół pod przewodnictwem Bunkera i doktoranta Laurence'a Eylesa (University of Exeter) wykorzystał dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a do zidentyfikowania odległych galaktyk odpowiednich do dalszych badań. Następnie przeanalizowali zarchiwizowane zdjęcia zrobione w podczerwieni za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzer NASA.
Obrazy te, uzyskane w ramach projektu Great Observatory Origins Deep Survey (GOODS) i Hubble Ultra Deep Field (UDF), obejmowały część południowego nieba znaną jako konstelacja Fornax (piekarnika). Wykorzystaliśmy obrazy z ultra głębokiego pola Hubble'a, aby zidentyfikować obiekty, które mogą być galaktykami w 95 procentach w całym obserwowalnym Wszechświecie, wyjaśnił Bunker. Te obrazy są jak dotąd najbardziej wrażliwym obrazem Wszechświata i umożliwiły nam odkrycie najsłabszych jak dotąd obiektów. Interweniujące chmury gazowe pochłaniały światło, które emitowały na widzialnych długościach fal na długo przed dotarciem do Ziemi, ale ich światło podczerwone wciąż można wykryć - i to dzięki ich barwom w podczerwieni naukowcy uwierzyli, że leżą w tak ogromnych odległościach.
Potwierdzeniem ich skrajnego oddalenia były 10-metrowe teleskopy Keck na Hawajach, największe teleskopy optyczne na świecie. Dr Elizabeth Stanway (University of Wisconsin-Madison) udowodniła, że te galaktyki należą do najodleglejszych znanych przy użyciu teleskopów Keck do pomiaru widma.
Widma Keck pokazały, że galaktyki mają przesunięcia ku czerwieni około 6, co oznacza, że są tak daleko, że dotarcie do nich światła zajęło nam około 13 miliardów lat. Teleskopy pokazują je takimi, jakie były, gdy Wszechświat miał mniej niż miliard lat - osiem miliardów lat przed powstaniem Ziemi i Słońca.
Następnym krokiem było zdobycie wiedzy na temat gwiazd w tych najbardziej odległych galaktykach poprzez badanie nowych zdjęć w podczerwieni tego regionu przestrzeni kosmicznej wykonanych przez Spitzera. Zdjęcia Hubble'a mówią nam o nowonarodzonych gwiazdach, ale nowe zdjęcia w podczerwieni wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzer dostarczają nam dodatkowych informacji na temat światła pochodzącego ze starszych gwiazd w tych odległych galaktykach, powiedział Laurence Eyles, który badał zdjęcia Spitzera obiekty te w ramach badań nad doktoratem w Exeter.
Jest to bardzo ważne, ponieważ mówi nam, że niektóre z tych galaktyk mają już 300 milionów lat, kiedy Wszechświat jest bardzo młody. Michelle Doherty (Institute of Astronomy, Cambridge) powiedział, że mogą to być jedne z pierwszych rodzących się galaktyk. Korzystając ze zdjęć Spitzera, zespół był w stanie zważyć gwiazdy w tych galaktykach, badając światło gwiazd. Wydaje się, że w kilku przypadkach te wczesne galaktyki są prawie tak masywne jak galaktyki, które widzimy dzisiaj wokół nas, co jest nieco zaskakujące, gdy teoria mówi, że galaktyki zaczynają się małe i rosną przez zderzenie i połączenie się z innymi galaktykami, powiedział dr Mark Lacy (Spitzer Science Center).
Prawdziwa łamigłówka polega na tym, że galaktyki te wydają się być już dość stare, gdy Wszechświat miał zaledwie około 5 procent swojego obecnego wieku, skomentował profesor Richard Ellis z Caltech. Oznacza to, że formowanie gwiazd musiało rozpocząć się bardzo wcześnie w historii Wszechświata - wcześniej niż wcześniej sądzono. Światło tych pierwszych gwiazd, które mogły się zapalić, mogło zakończyć Mroczne Wieki Wszechświata, gdy galaktyki się po raz pierwszy włączyły. Prawdopodobnie spowodowało to wybuch gazu między galaktykami przez światło gwiazd - dejonizację, która została wykryta w kosmicznym tle mikrofalowym przez satelitę WMAP.
Wyniki WMAP i Hubble Ultra Deep Field uzupełniają nową pracę wykonaną przez zespół Bunkers danymi Spitzer. Podsumowując, sugerują, że Ciemne Wieki zakończyły się między 200 a 500 milionami lat po Wielkim Wybuchu, kiedy narodziły się pierwsze gwiazdy.
Artykuł na temat tych wyników został przekazany do publikacji w miesięcznych zawiadomieniach Royal Astronomical Society.
Oryginalne źródło: RAS News Release
