Vaizdo kreditas: PPARC
Iki šiol astronomai negalėjo rasti daug duomenų apie tai, kas įvyko ankstyvajame Visatos evoliucijos etape, kai buvo manoma, kad žvaigždės buvo suformuotos. Bet nauji tyrimai, kuriuos atliko astronomai, naudodamiesi „Gemini“ observatorija Čilėje, atskleidė prieš 8–11 milijardus metų buvusias galaktikas, kurios yra labiau suformuotos, nei tikėtasi. Jie manė, kad pamatę protogalaksijas susidurs vieni su kitais, tačiau vietoj to jie rado labai subrendusių galaktikų. Gali būti, kad juodosios skylės buvo daug dažnesnės ankstyvojoje Visatoje ir buvo inkarai, kad greitai sudarytų galaktikas.
Iki šiol astronomai, siekdami apžvelgti epochą, kai buvo tikimasi, kad susiformavo dauguma žvaigždžių, beveik nebuvo aklas. Šią kritinę kosmologinę aklavietę pašalino komanda, įskaitant JK mokslininką, naudodamasi Fredericko C. Gillett „Dvynių“ Šiaurės teleskopu, parodydama, kad daugelis jaunosios Visatos galaktikų elgiasi ne taip, kaip buvo galima tikėtis prieš maždaug 8–11 milijardų metų.
Staigmena: šios galaktikos atrodo labiau suformuotos ir subrendusios, nei tikėtasi šiame ankstyvajame Visatos evoliucijos etape. Šis atradimas yra panašus į mokytoją, einantį į klasę, kuris tikisi pasveikinti kambarį, kuriame pilna nepaklusnių paauglių, ir suranda gerai prižiūrimą jauną suaugusįjį.
„Teorija mums sako, kad šioje epochoje turėtų dominuoti mažos galaktikos, sudužiančios kartu“, - sakė dr. Roberto Abraham (Toronto universitetas), kuris yra vienas iš tyrėjų komandai, vykdančiai stebėjimus Dvyniuose. „Matome, kad didelė dalis Visatos žvaigždžių jau yra vietoje, kai Visata buvo gana jauna, o taip neturėtų būti. Šis žvilgsnis atgal į laiką gana aiškiai rodo, kad turime pergalvoti, kas nutiko per šią ankstyvą galaktikos evoliucijos epochą. Teoretikai tikrai turės ką pasiglemžti! “
Rezultatai buvo paskelbti šiandien 203-ajame Amerikos astronomijos draugijos susirinkime Atlantoje, Džordžijoje. Duomenys netrukus bus išleisti visai astronomijos bendruomenei tolesnei analizei, o keturi straipsniai jau bus baigti publikuoti „Astrophysical Journal“ ir „Astronomical Journal“.
Oksfordo universitete įsikūrusios JK „Gemini“ paramos grupės vadovas dr. Isobelis Hookas yra tarptautinės „Gemini Deep Deep Survey“ (GDDS) komandos, kuri ėmėsi tyrimo, narys. Ji paaiškina, kaip veikia ši technika. Komanda naudojo specialią techniką, kad užfiksuotų tolimiausią galaktikos šviesą, kuri kadaise buvo išpjaustyta į spalvų vaivorykštę, vadinamą spektru. Iš viso buvo surinkti daugiau nei 300 galaktikų, kurių dauguma yra vadinamoje „Raudonojo poslinkio dykuma“, spektras. Tai yra palyginti neištyrinėtas Visatos laikotarpis, kurį mato teleskopai, žvelgiant į erą, kai Visata buvo tik 3–6 milijardai metų. senas.
Ji priduria: Šie spektrai parodo išsamiausią kada nors gautą galaktikų pavyzdį Raudonojo poslinkio dykumoje. Surinkus didelius duomenų kiekius iš keturių plačiai atskirtų laukų, ši apklausa suteikia statistinį pagrindą išvadoms, kurios, kaip įtariama, atlikti praėjusio dešimtmečio Hablo kosminio teleskopo, Kecko observatorijos, „Subaru“ teleskopo ir labai didelio teleskopo atliktuose stebėjimuose.
Tyrinėti silpnąsias galaktikas šioje epochoje, kai Visata buvo tik 20–40 proc. Dabartinio amžiaus, astronomams yra nelengvas iššūkis, net ir naudojant labai didelio teleskopo, pavyzdžiui, „Gemini North“, su savo 8 metrų veidrodžiu šviesos surinkimo pajėgumus. Visi ankstesni šios srities galaktikų tyrimai buvo sutelkti ties galaktikomis, kuriose vyksta intensyvus žvaigždžių formavimasis, todėl spektrus lengviau gauti, tačiau gaunamas šališkas pavyzdys. GDDS galėjo atrinkti reprezentatyvesnį pavyzdį, įskaitant tas galaktikas, kurios laiko labiausiai žvaigždes turinčias, tamsesnes ir masyvesnes galaktikas, todėl reikia specialių metodų, kad būtų sutelktas spektras iš jų silpnos šviesos.
„Dvynių duomenys yra išsamiausias visų laikų tyrimas, apimantis didžiąją dalį galaktikų, atspindinčių ankstyvosios Visatos sąlygas. Tai yra didžiulės galaktikos, kurias iš tikrųjų sunkiau ištirti, nes joms trūksta energinės žvaigždės formavimosi šviesos. Šios labai išsivysčiusios galaktikos, kurių žvaigždžių formavimo jaunystė iš tikrųjų jau seniai nebėra, tiesiog neturėtų ten būti, o yra “, - teigė vienas iš tyrėjų dr. Karlas Glazebrookas (Johns Hopkins University).
Astronomams, bandantiems suprasti šią problemą, gali tekti viską pateikti ant stalo. „Neaišku, ar mums reikia patobulinti esamus modelius ar sukurti naujus, kad suprastume šią išvadą“, - teigė trečiasis tyrimo pagrindinis tyrėjas dr. Patrick McCarthy (Karnegio instituto observatorijos). „Dvynių spektras yra akivaizdus, kad tai iš tikrųjų labai subrendusios galaktikos, ir mes nematome užtemdančių dulkių padarinių. Akivaizdu, kad yra keletas pagrindinių ankstyvojo galaktikų gyvenimo aspektų, kurių mes tiesiog nesuprantame. Net įmanoma, kad juodosios skylės galėjo būti kur kas labiau paplitusios, nei mes manėme ankstyvojoje Visatoje, ir vaidino didesnį vaidmenį darant ankstyvą galaktikų formavimąsi “.
Manoma, kad vyraujanti galaktikų evoliucijos teorija teigia, kad galaktikų populiacijoje šiame ankstyvame etape turėjo vyrauti evoliucijos elementai. Tinkamai vadinamas hierarchiniu modeliu, jis prognozuoja, kad normalių ir didelių galaktikų, kaip ir tos, kurios buvo nagrinėjamos šiame darbe, dar nebūtų ir jos veikiau formuotųsi iš vietinių bičių avilių, kur augo didžiosios galaktikos. GDDS atskleidžia, kad taip gali būti ne.
Šios apklausos spektrai taip pat buvo naudojami nustatyti tarpžvaigždinių dujų taršą žvaigždžių skleidžiamais sunkiaisiais elementais (vadinamaisiais „metalais“). Tai yra pagrindinis žvaigždžių evoliucijos galaktikose istorijos rodiklis. Sandra Savaglio (Johns Hopkinso universitetas), tyrusi šį tyrimo aspektą, teigė: „Mūsų Visatos interpretacijai didelę įtaką daro tai, kaip mes ją stebime. Kadangi GDDS stebėjo labai silpnas galaktikas, mes galėjome aptikti tarpžvaigždines dujas, net jei jas iš dalies užtemdė dulkės. Tyrę tarpžvaigždinių dujų cheminę sudėtį, mes sužinojome, kad mūsų tyrime esančiose galaktikose yra daugiau metalų, nei tikėtasi. “
„Caltech“ astronomas dr. Richardas Ellisas komentavo: „Dvynių giluminis tyrimas yra labai reikšmingas laimėjimas tiek techniniu, tiek moksliniu požiūriu. Tyrimas pateikė naują ir vertingą galaktikų surašymą svarbiausiu kosminės istorijos laikotarpiu, kurį iki šiol buvo sunku ištirti, ypač kalbant apie ramybės būsimą galaktikų populiaciją. “
Stebėjimų atlikimas Raudonojo dykumos pastaruosius dešimtmetį nusivylė šiuolaikiniais astronomais. Nors astronomai žinojo, kad Raudonojo poslinkio dykumoje turi būti daugybė galaktikų, tai yra tik „dykuma“, nes iš daugelio iš jų negalėjome gauti gerų spektrų. Problema slypi tame, kad pagrindinės spektroskopinės savybės, naudojamos tyrinėjant šias galaktikas, buvo pakartotinai pritaikytos Universeinto optinio spektro daliai išplėsti, kuri atitinka silpną, natūralų, užtemdantį spindesį nakties Žemės atmosferoje.
Norėdami išspręsti šią problemą, „Dvynių“ teleskopu buvo naudojama sudėtinga technika, vadinama „Nod and Shuffle“. „Nod“ ir „Shuffle“ technika suteikia mums galimybę nugrimzti į silpną natūralų naktinio dangaus švytėjimą, kad būtų atskleisti po juo esantys galaktikų neryškūs spektrai. Šios galaktikos yra daugiau nei 300 kartų blankesnės nei šis dangaus švytėjimas “, - aiškina daktaras Kathy Roth, Dvynių astronomas, kuris taip pat buvo komandos dalis ir surinko daug duomenų. „Tai pasirodė esąs ypač efektyvus būdas radikaliai sumažinti„ triukšmo “ar užterštumo lygius, kurie yra elektroninio šviesos detektoriaus signaluose.“
Kiekvienas stebėjimas truko maždaug 30 valandų ir tuo pačiu metu buvo sukurta beveik 100 spektrų. Visam projektui prireikė daugiau nei 120 valandų teleskopo laiko. „Tai yra daug brangaus laiko danguje, bet kai jūs manote, kad tai leido mums padėti užpildyti esminį 20 proc. Spragą mūsų supratime apie Visatą, tai buvo gerai praleistas laikas“, - priduria dr. Glazebrookas. Nodo ir Shuffle'o panaudojimas kartu su Jossu Hawthornu silpniems galaktikos stebėjimams, kol prieš kelerius metus buvo Anglo-Australijos observatorijoje.
Ankstesni Raudonojo dykumos tyrimai buvo sutelkti ties galaktikomis, kurios nebūtinai atspindėjo pagrindines sistemas. Šiam tyrimui galaktikos buvo kruopščiai atrinktos remiantis Las Campanas infraraudonųjų spindulių tyrimo duomenimis, siekiant įsitikinti, kad stiprios ultravioletines spinduliuote spinduliuojančios galaktikos nebuvo per daug atrinktos. „Šis tyrimas yra išskirtinis tuo, kad sugebėjome ištirti raudonąjį spektro galą, ir tai mums pasakoja apie senų žvaigždžių amžių“, - sako daktaras Abraomas. „Mes surengėme neįtikėtinai ilgas ekspozicijas su„ Geminiabout “dešimt kartų ilgiau nei įprastas. Tai leis mums pažvelgti į daug šviesesnes galaktikas, nei dažniausiai būna, ir sutelkime dėmesį į didžiąją dalį žvaigždžių, o ne tik į žvilgančias jaunas. Tai leidžia mums daug lengviau išsiaiškinti, kaip vystosi galaktikos. Mes nebeįsivaizduojame to tyrinėdami jaunus objektus ir manome, kad seni objektai nedaug prisidėjo prie galaktikų evoliucijos istorijos. Pasirodo, ten yra daugybė senų galaktikų, bet jas tikrai sunku rasti. “
Originalus šaltinis: PPARC naujienų pranešimas
