Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i Very Large Telescope (VLT), astronomowie spojrzeli wstecz i znaleźli jak najdalszą galaktykę. „Obserwujemy galaktykę, która istniała zasadniczo, gdy Wszechświat miał zaledwie około 600 milionów lat, i patrzymy na tę galaktykę - i Wszechświat - 13,1 miliarda lat temu” - powiedział dr Matt Lehnert z Observatoire de Paris, który jest głównym autorem nowego artykułu w Nature. „Warunki były wtedy zupełnie inne. Podstawowym obrazem tego odkrycia jest to, że jest to epoka, w której Wszechświat przeszedł od w dużej mierze neutralnego do zasadniczo zjonizowanego ”.
Lehnert i międzynarodowy zespół wykorzystali VLT do dalszych obserwacji galaktyki - o nazwie UDFy-38135539 - które ujawniły obserwacje Hubble'a w 2009 roku. Astronomowie przeanalizowali bardzo słaby blask galaktyki, aby zmierzyć jej odległość - i wiek. To pierwsze potwierdzone obserwacje galaktyki, której światło wychodzi z reionizacji Wszechświata.
Okres reionizacji jest najdalej cofnięty w czasie, jaki astronomowie mogą zaobserwować. Wielki Wybuch, 13,7 miliarda lat temu, stworzył gorący, mroczny wszechświat. Około 400 000 lat później temperatury się ochłodziły, elektrony i protony połączyły się, tworząc obojętny wodór, i mruczenie ustąpiło. Jakiś czas przed 1 miliardem lat po Wielkim Wybuchu obojętny wodór zaczął tworzyć gwiazdy w pierwszych galaktykach, które promieniowały energią i zamieniały wodór z powrotem w jonizację. Chociaż nie jest to gruba zupa plazmowa z wcześniejszego okresu tuż po Wielkim Wybuchu, ta formacja galaktyki rozpoczęła epokę reionizacji, usuwając nieprzejrzystą mgłę wodorową, która wypełniła kosmos w tym wczesnym czasie.
„Cała historia Wszechświata pochodzi z reionizacji” - powiedział Lehnert podczas briefingu prasowego online. „Ciemna materia, która przenika Wszechświat, zaczęła ciągnąć za sobą gaz i uformowała pierwsze galaktyki. Kiedy galaktyki zaczęły się formować, rejonizowało Wszechświat. ”
UDFy-38135539 znajduje się około 100 milionów lat świetlnych dalej niż poprzedni najbardziej odległy obiekt, rozbłysk promieniowania gamma.
Lehnert powiedział, że badanie tych pierwszych galaktyk jest niezwykle trudne, ponieważ słabe światło pada głównie w części podczerwieni widma, ponieważ jego długość fali została rozciągnięta przez ekspansję Wszechświata - efekt znany jako przesunięcie ku czerwieni. W czasie niespełna miliarda lat po Wielkim Wybuchu mgła wodorowa, która przeniknęła Wszechświat, pochłonęła gwałtowne światło ultrafioletowe młodych galaktyk.
Nowa kamera Wide Field Camera 3 w Kosmicznym Teleskopie Hubble'a NASA / ESA odkryła kilka obiektów kandydujących w 2009 roku, a dzięki 16 godzinnym obserwacjom przy użyciu VLT zespół był w stanie wykryć bardzo słabą poświatę wodoru przy przesunięciu ku czerwieni 8.6
Zespół zastosował spektroskopowy instrument podczerwieni SINFONI na VLT i bardzo długi czas ekspozycji.
„Pomiar przesunięcia ku czerwieni w najbardziej odległej galaktyce jest sam w sobie bardzo ekscytujący”, powiedziała współautorka Nicole Nesvadba (Institut d’Astrophysique Spatiale), „ale astrofizyczne implikacje tego wykrycia są jeszcze ważniejsze. Po raz pierwszy wiemy na pewno, że patrzymy na jedną z galaktyk, które oczyściły mgłę, która wypełniła bardzo wczesny Wszechświat. ”
Jedną z zaskakujących rzeczy w tym odkryciu jest to, że blask z UDFy-38135539 nie wydaje się wystarczająco silny, aby usunąć mgłę wodorową. „Muszą istnieć inne galaktyki, prawdopodobnie słabsze i mniej masywne pobliskie towarzyszki UDFy-38135539” - powiedział współautor Mark Swinbank z Durham University - „które również pomogły uczynić przestrzeń wokół galaktyki przezroczystą. Bez tej dodatkowej pomocy światło z galaktyki, bez względu na to, jak olśniewające, zostałoby uwięzione w otaczającej mgle wodorowej i nie bylibyśmy w stanie jej wykryć. ”
Źródła: ESO, briefing prasowy
