Vaizdo kreditas: ESO
Naudodama ISAAC artimojo infraraudonųjų spindulių prietaisą ESO labai dideliame teleskope ir gravitacinio lęšio didinamąjį efektą, prancūzų ir šveicarų astronomų komanda [2] rado keletą silpnų galaktikų, kurios, kaip manoma, yra labiausiai nutolusios.
Tolesni vieno iš šių kandidatų spektroskopiniai tyrimai parodė svarų pavyzdį, kuris dabar yra naujas - ir iki šiol - tolimiausios Visatoje žinomos galaktikos rekordininkas.
Naujai atrastos galaktikos, pavadintos Abell 1835 IR1916, raudonoji poslinkis yra 10 [3] ir ji yra maždaug už 13 230 milijonų šviesmečių. Todėl jis matomas tuo metu, kai Visata buvo tik 470 milijonų metų jauna, tai yra, vos 3 procentai dabartinio amžiaus.
Ši pirmykštė galaktika atrodo dešimt tūkstančių kartų mažiau masyvi nei mūsų galaktika, Pieno kelias. Tai gali būti viena iš pirmųjų objektų, galinčių sutrumpinti Visatos amžių, klasės.
Šis puikus atradimas parodo didelių antžeminių teleskopų potencialą artimojo infraraudonųjų spindulių srityje tyrinėti pačią ankstyvąją Visatą.
Kasimas į praeitį
Kaip ir paleontologai, kurie kasinėja vis giliau ir giliau, kad surastų seniausius palaikus, astronomai stengiasi pažvelgti toliau ir dar labiau ištirti pačią jaunąją Visatą. Didžiausias ieškojimas? Pirmųjų žvaigždžių ir galaktikų, kurios susiformavo iškart po Didžiojo sprogimo, radimas.
Tiksliau, astronomai bando ištirti paskutines „nežinomas teritorijas“, ribą tarp „tamsiųjų amžių“ ir „kosminio renesanso“.
Greitai po Didžiojo sprogimo, kuris, kaip manoma, dabar įvyko maždaug prieš 13 700 milijonų metų, Visata paniro į tamsą. Pirmykštės ugnies kamuolių reliktinė spinduliuotė buvo ištempta kosminio plėtimosi link ilgesnių bangų ilgių ir dar nebuvo suformuota žvaigždžių ar kvazarų, kurie galėtų apšviesti didžiulę erdvę. Visata buvo šalta ir nepermatoma vieta. Taigi ši niūri epocha yra gana pagrįsta praminta „tamsiaisiais amžiais“.
Po kelių šimtų milijonų metų pirmoji žvaigždžių karta, o vėliau ir pirmosios galaktikos bei kvazariai sukėlė intensyvią ultravioletinę spinduliuotę, pamažu keldama rūkus virš Visatos.
Tai buvo tamsiųjų amžių pabaiga ir, iš žmogaus istorijos vėl perimtas terminas, kartais vadinamas „kosminiu renesansu“.
Astronomai bando išsiaiškinti, kada ir kaip tiksliai baigėsi tamsieji amžiai. Tam reikia ieškoti atokiausių objektų - iššūkis, kurį gali priimti tik patys didžiausi teleskopai kartu su labai kruopščia stebėjimo strategija.
Naudojant gravitacinį teleskopą
Atsiradus 8-10 metrų klasės teleskopams, per pastarąjį dešimtmetį buvo padaryta įspūdinga pažanga. Iš tikrųjų nuo to laiko tapo įmanoma su kai kuriomis detalėmis stebėti keletą tūkstančių galaktikų ir kvazarų iki beveik 12 milijardų šviesos metų atstumo (t. Y. Iki raudonojo poslinkio 3 [3]). Kitaip tariant, astronomai dabar gali ištirti atskiras galaktikas, jų susidarymą, evoliuciją ir kitas savybes paprastai 85% praeities Visatos istorijos.
Tačiau praeityje galaktikų ir kvazarų stebėjimų tapo nedaug. Šiuo metu tik saujelė labai silpnų galaktikų yra matoma maždaug nuo 1200 iki 750 milijonų metų po Didžiojo sprogimo (raudonoji poslinkis 5–7). Be to, šių šaltinių silpnumas ir tai, kad jų šviesa yra perkelta iš optinio į artimąjį infraraudonąjį spindulį, iki šiol labai apribojo tyrimus.
Svarbų proveržį šioje anksčiausiai suformuotos galaktikos srityje dabar pasiekė prancūzų ir šveicarų astronomų komanda [2], naudodama ESO labai didelį teleskopą (VLT), aprūpintą beveik infraraudonųjų spindulių jautriu instrumentu ISAAC. Norėdami tai pasiekti, jie turėjo sujungti galaktikų spiečiaus - gravitacinio teleskopo - šviesos stiprinimo efektą su VLT šviesos kaupimo jėga ir puikiomis dangaus sąlygomis, vyraujančiomis Paranalyje.
Tolimų galaktikų paieška
Tokių silpnų, nemandagių objektų medžioklė reikalauja ypatingo požiūrio.
Pirmiausia, labai gilūs galaktikų klasterio, pavadinto Abell 1835, vaizdai buvo padaryti naudojant ISAAC artimojo infraraudonųjų spindulių prietaisą VLT. Tokie palyginti netoliese esantys masyvūs spiečiai sugeba sulenkti ir sustiprinti foninių šaltinių šviesą - tai reiškinys, vadinamas gravitaciniu objektyvu ir numatytas Einšteino bendrojo reliatyvumo teorijoje.
Dėl natūralios amplifikacijos astronomai gali bendrauti galaktikose, kurios priešingu atveju būtų pernelyg silpnos, kad jas būtų galima pamatyti. Naujai atrastos galaktikos atveju šviesa yra sustiprinta maždaug nuo 25 iki 100 kartų! Taigi kartu su VLT galia buvo įmanoma atvaizduoti ir netgi paimti šios galaktikos spektrą. Natūralus stiprinimas iš tikrųjų padidina VLT apertūrą nuo 8,2 m iki 40–80 m.
Gilūs, net IR spinduliuote atvaizdai, fotografuojami skirtingo ilgio bangomis, leido astronomams apibūdinti kelių tūkstančių atvaizdų galaktikų savybes ir pasirinkti keletą iš jų kaip potencialiai labai tolimas galaktikas. Naudojant anksčiau gautus vaizdus, padarytus Kanados, Prancūzijos ir Havajų teleskopu (CFHT) ant Mauna Kea, ir vaizdus iš Hablo kosminio teleskopo, buvo patikrinta, ar šios galaktikos iš tikrųjų nematyti optinių. Tokiu būdu buvo atpažintos šešios aukštos raudonojo poslinkio galaktikos, kurių šviesa galėjo būti skleidžiama, kai Visata buvo mažiau nei 700 milijonų metų.
Norėdami patvirtinti ir tiksliau nustatyti vienos iš šių galaktikų atstumą, astronomai gavo direktoriaus diskrecijos laiką vėl naudoti ISAAC VLT, bet šį kartą savo spektroskopiniu režimu. Po kelių mėnesių kruopštaus duomenų analizės astronomai įsitikinę aptikę silpną, bet aiškų spektro bruožą artimojo infraraudonųjų spindulių srityje. Astronomai tvirtai įrodė, kad ši savybė neabejotinai yra šiems objektams būdinga Lymano alfa emisijos linija. Ši linija, atsirandanti laboratorijoje, kai bangos ilgis yra 0,1216 μm, tai yra ultravioletiniame spindulyje, buvo ištempta į artimąjį infraraudonąjį spindulį 1,34 um atstumu, todėl „Abell 1835 IR1916“ tapo pirmąja galaktika, apie kurią žinoma, kad raudonojo poslinkio plotis yra toks pat didelis kaip 10.
Tolimiausia iki šiol žinoma galaktika
Tai yra stipriausias raudonojo poslinkio, viršijančio dabartinį spektroskopiškai patvirtintą įrašą, kai z = 6,6, atvejis ir pirmasis dviženklio raudonojo poslinkio atvejis. Ankstesnis patvirtintas įrašas rodo Visatos amžių atsižvelgiant į žmogaus gyvenimo trukmę (tarkime, 80 metų), kad jis buvo ketverių metų vaikas. Su dabartiniais pastebėjimais turime vaiko, kuriam buvo dveji su puse metų, nuotrauką.
Iš šios galaktikos vaizdų, gautų įvairiose bangų juostose, astronomai daro išvadą, kad ji patiria intensyvaus žvaigždžių formavimo periodą. Bet suskaičiuota, kad žvaigždžių kiekis yra „tik“ 10 milijonų kartų didesnis nei saulės masė, maždaug dešimt tūkstančių kartų mažesnis už mūsų galaktikos, Pieno kelio, masę.
Kitaip tariant, tai, ką mato astronomai, yra pirmasis šių dienų didžiųjų galaktikų blokas. Šis atradimas gerai sutinka su mūsų dabartiniu supratimu apie galaktikų formavimosi procesą, kuris atitinka nuoseklų stambių galaktikų, matomų šiandien, kaupimąsi per daugybę praeityje susikūrusių „statybinių blokų“, mažesnių ir jaunesnių galaktikų susiliejimų.
Būtent šie statybiniai blokai galėjo pateikti pirmuosius šviesos šaltinius, kurie pakėlė rūką virš Visatos ir padarė galą tamsiesiems amžiams.
„Roser Pell“, iš „Midi-Pyrn nes“ (Prancūzija) ir grupės vadovo, „šie stebėjimai rodo, kad puikiomis dangaus sąlygomis, tokiomis, kaip ESO Paranal observatorija, ir naudojant stiprų gravitacinį lęšį, tiesioginiai stebėjimai „Tamsiesiems amžiams artimų galaktikų yra įmanoma naudojant geriausius antžeminius teleskopus.“
Kitas komandos lyderis Danielis Schaereris iš Ženevos observatorijos ir universiteto (Šveicarija) džiaugiasi: „Šis atradimas atveria kelią būsimiems pirmųjų žvaigždžių ir galaktikų tyrinėjimams ankstyvojoje Visatoje“.
Daugiau informacijos
Šiame pranešime spaudai pateikiama informacija remiasi mokslinio straipsnio Europos mokslinių tyrimų žurnale „Astronomy & Astrophysics“ (A&A, 416 tomas, L35 puslapis; „ISAAC / VLT stebėjimai apie objektyvo galaktiką, esant z = 10,0“, autoriui Roser Pell?) , Danielis Schaereris, Johanas Ričardas, Jean-Fran? Ois Le Borgne ir Jean-Paul Kneib). Jį galima rasti EDP svetainėje.
Papildomus paaiškinimus ir vaizdus galite rasti autorių tinklalapiuose http://obswww.unige.ch/sfr ir http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
