Ten nowy obraz kampanii Hubble Ultra Deep Field (HUDF) 2012 ujawnia wcześniej niewidzialną populację siedmiu odległych galaktyk, które obserwuje się, gdy pojawiły się w okresie od 350 milionów do 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ellis (Caltech) i zespół UDF 2012
Astronomowie używający Kosmicznego Teleskopu Hubble'a dostrzegli jedne z najbardziej odległych, słabych i starożytnych galaktyk, jakie kiedykolwiek wykryto w nowej ankiecie. Obrazy wykonane za pomocą Wide Field Camera 3 (WFC 3) Hubble'a cofają się w czasie, niż jakakolwiek poprzednia obserwacja Hubble'a, dostarczając informacji o warunkach we wczesnym Wszechświecie.
„To jest jak naukowa wersja historii Genesis” - powiedział astronom Avi Loeb z Harvard University.
Siedem odległych galaktyk reprezentuje wcześniej niewidzialną populację galaktyk, które powstały ponad 13 miliardów lat temu, kiedy Wszechświat miał mniej niż 3 procent swojego obecnego wieku. Na tych najgłębszych jak dotąd zdjęciach z Hubble'a astronomowie byli w stanie pobrać próbkę liczby galaktyk w tym czasie. Wyniki pokazują płynny spadek liczby galaktyk wraz ze wzrostem czasu wstecz do około 450 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Według naukowców dane stanowią pierwszy rzetelny spis tego niezbadanego okresu kosmicznej historii. Gdy astronomowie spoglądają jeszcze głębiej we Wszechświat, liczby galaktyk wydają się gładko opadać, co prowadzi ich do przekonania, że „kosmiczny świt” był stopniowy, a nie dramatyczny.
„Obserwacje poświaty mikrofalowej z Wielkiego Wybuchu mówią nam, że reionizacja nastąpiła ponad około 13 miliardów lat temu”, powiedział Brant Robertson z University of Arizona w Tucson, członek zespołu badawczego. „Nasze dane potwierdzają, że reionizacja była przeciągającym się procesem trwającym ponad kilkaset milionów lat, a galaktyki powoli budowały swoje gwiazdy i pierwiastki chemiczne. Nie było ani jednego dramatycznego momentu, w którym powstały galaktyki; to był stopniowy proces. ”
Galaktyki te zostały znalezione w ramach ambitnego badania Hubble'a intensywnie badanego płata nieba znanego jako Ultra Deep Field (UDF), który pierwotnie wykonano w latach 2003-2004, koncentrując się na niewielkim obszarze nieba w gwiazdozbiorze Fornax . W nowej kampanii z 2012 r., Zwanej UDF 2012, zespół astronomów pod przewodnictwem Richarda Ellisa z California Institute of Technology wykorzystał WFC3, aby zagłębić się w przestrzeń kosmiczną w świetle bliskiej podczerwieni niż jakakolwiek poprzednia obserwacja Hubble'a. Obserwacji dokonano przez okres sześciu tygodni w sierpniu i wrześniu 2012 r., A pierwsze wyniki naukowe pojawiają się obecnie w serii artykułów naukowych. Zespół UDF 2012 publicznie udostępnia te unikalne dane, po przygotowaniu ich do wykorzystania przez inne grupy badawcze.
„Hubble osiąga po prostu świetną naukę” - powiedział John Grunsfeld, były astronauta i zastępca administratora NASA w dziedzinie nauki, mówiąc na briefingu na temat nowej ankiety. „To historia początków, w której wracamy do początku, do pierwszych gwiazd, które pojawiły się we Wszechświecie. Potwierdza to, że kiedy uruchomimy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, będzie on miał wiele do zobaczenia i wiele do zrobienia. ”
Kosmiczny teleskop Jamesa Webba ma wystrzelić w 2018 roku.
Astronomowie wykryli siedem galaktyk w okresie 400-600 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Wszystkie bardzo odległe, wahały się w odległości z przesunięciami czerwieni z 8,6 do prawie 12.
Astronomowie badają odległy wszechświat w świetle bliskiej podczerwieni, ponieważ ekspansja przestrzeni rozciąga promieniowanie ultrafioletowe i widzialne z galaktyk na fale podczerwone, zjawisko zwane „przesunięciem ku czerwieni”. Im bardziej odległa galaktyka, tym wyższy jest jej przesunięcie ku czerwieni.
W szczególności jedna z galaktyk może być rekordzistą odległości, zaobserwowanym 380 milionów lat po narodzinach naszego wszechświata w Wielkim Wybuchu, co odpowiada przesunięciu ku czerwieni o 11,9. Jest to galaktyka UDFj-39546284, która została wcześniej wykryta i pierwotnie została zasugerowana jako najodleglejszy obiekt kiedykolwiek znaleziony prawie dwa lata temu przez Hubble'a. Późniejsze obserwacje spowodowały przesunięcie ku czerwieni o 10,3, ale nowo udoskonalone obserwacje jeszcze bardziej go odmieniły.
Oś czasu Wszechświata i nasze obserwacje tego. Źródło: University of Arizona.
Naukowcy uważają, że wszechświat rozpoczął się od Wielkiego Wybuchu około 13,7 miliarda lat temu. Wodór powstał około 400 000 lat później, ale bez gwiazd czasoprzestrzeń była ciemna. Około 200 milionów lat później chmury wodoru zapadły się, tworząc pierwsze gwiazdy i galaktyki; co astronomowie nazywają „kosmicznym świtem”. Światło z tych nowych gwiazd zaczęło rozkładać wodór na protony i elektrony w czasie zwanym kosmiczną reionizacją. W obecnym wszechświecie naukowcy widzą galaktyki rosnące w masie i rozmiarze wraz z syntezą pierwiastków, co prowadzi do powstawania złożonych cząsteczek, w tym składników do tworzenia życia. Nasz Słońce i Układ Słoneczny powstały nieco ponad 4 miliardy lat temu.
„Zespół przesunął Hubble'a na granice. Zdaniem lidera badań, Richarda Ellisa, prawdopodobnie jest to najdalej wysunięty do tyłu Hubble. „Wysunęliśmy Hubble'a daleko poza to, do czego został zaprojektowany”.
Przeczytaj więcej o odkryciach i kampanii HUDF 2012 na HubbleSite.
Przeczytaj artykuł zespołu: Obfitość galaktyk gwiezdnych w zakresie przesunięcia ku czerwieni od 8,5 do 12: Nowe wyniki kampanii Ultra Deep Field 2012 Hubble'a
Dodatkowe źródła: CalTech ESA Hubble
