Vaizdo kreditas: „Subaru“ teleskopas
Japonijoje įsikūręs „Subaru“ teleskopas aptiko tolimiausią galaktiką, užfiksuotą 12,8 milijardo šviesmečių atstumu. „Subaru Deep Field“ projekto komanda atidengė 70 tolimų objektų kandidatų, naudodama specialų filtrą, kuris leidžia pro šalį tik labai specifinio bangos ilgio šviesą - tą, kuri atitinka objektus, nutolusius maždaug už 13 milijardų šviesos metų.
„Subaru“ teleskopas rado 12,8 milijardo šviesos metų atstumu esančią galaktiką (raudonojo poslinkio - 6,58; žr. 1 pastabą) - tolimiausią kada nors pastebėtą galaktiką. Šis atradimas yra pirmasis „Subaru Deep Field Project“ - Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos „Subaru“ teleskopo, valdančio „Subaru“ teleskopą, tyrimo projekto - rezultatas. „Subaru Deep Field“ (SDF) projekto komanda rado maždaug 70 tolimų galaktikų kandidatų, pritvirtindama specialų filtrą, skirtą aptikti galaktikas, esančias maždaug 13 milijardų šviesos metų atstumu, ant fotoaparato su plačiu matymo lauku. Tolesni stebėjimai naudojant spektrografą patvirtino, kad du iš devynių kandidatų iš tikrųjų yra tolimos galaktikos. Viena iš jų yra tolimiausia kada nors pastebėta galaktika. Šis atradimas verčia tikėtis, kad projektas sugebės rasti daugybę tolimų galaktikų, kurios statistiškai reikšmingai padės atskirti ankstyvąją Visatos istoriją.
SDF projektas yra Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos stebėjimo projektas, skirtas parodyti „Subaru“ teleskopo sugebėjimus ir išspręsti esminius astronominius klausimus, kuriuos sunku išspręsti naudojant įprastą „Subaru“ laiko paskirstymo sistemą. Dauguma „Subaru“ teleskopo tyrimų programų yra atrenkamos konkurenciniu laiko paskirstymo procesu, vadinamu atviruoju naudojimu, kuris yra atviras visiems astronomams, tačiau leidžia maksimaliai tik tris stebėjimo naktis kas šešis mėnesius. Sujungus stebėjimo naktis, skirtas observatorijai ir astronomams, prisidėjusiems prie „Subaru“ teleskopo įkūrimo, observatorijos projektas gali išspręsti klausimus, kuriems reikia didesnių teleskopo išteklių, nei tipiniame tyrimo pasiūlyme. Pagrindinis SDF projekto tikslas yra aptikti daugybę tolimiausių aptinkamų galaktikų ir suprasti jų savybes bei poveikį visatos evoliucijai. Apšvietimo greitis yra pagrindinė informacijos judėjimo greičio riba (žr. 2 pastabą). Kai aptinkame šviesą iš galaktikos, esančios už 13 milijardų šviesmečių, tai reiškia, kad matome galaktiką tokią, kokia ji buvo prieš 13 milijardų metų. Ieškant vis tolimesnių galaktikų, reikia žvelgti į galaktikas senesniais ir senesniais visatos laikais.
SDF stebėjimais pasinaudota tuo, kad tolimųjų galaktikų šviesa turi būdingą bangos ilgį ir formą. Astronomai mano, kad ankstyviausios galaktikos greitai sudarė žvaigždes iš vandenilio, vyraujančio materijos formos Visatoje. Šių žvaigždžių šviesa būtų sužadinusi aplink juos likusį vandenilį į aukštesnės energijos būsenas ir net jį jonizuojančią. Kai sužadintas vandenilis grįžta į žemesnės energijos būsenas, jis skleidžia šviesą keliais skirtingais bangų ilgiais. Tačiau didžioji šios šviesos dalis galėtų ištrūkti iš jaunos galaktikos kaip emisijos linija, esanti 122 nanometrų atstumu, nes „mėlynesnė“ šviesa, kurios bangų ilgis yra trumpesnis ir didesnė energija, gali pakartotinai sužadinti kitus vandenilio atomus. Kuo visata plečiasi, kuo toliau nuo mūsų yra galaktika, tuo greičiau ji tolsta nuo mūsų. Dėl šio judesio šviesa iš tolimų galaktikų dopleriu pasislenka į ilgesnius arba raudonesnius bangos ilgius, o ši emisijos linija yra „perskirstyta“ į ilgesnį bangos ilgį, būdingą galaktikos atstumui, o pati galaktika atrodo raudonesnė. Šviesai keliaujant dideliu atstumu nuo jos pradžios iki Žemės, tarpgalaktinėje erdvėje neutralų vandenilį gali absorbuoti šviesa, esanti aukštesnėje arba mėlynojoje emisijos linijos pusėje. Ši absorbcija išmetamųjų teršalų linijai suteikia savitą asimetrišką išvaizdą. Bendra raudona išvaizda ir tvirta spinduliavimo linija tam tikrame bangos ilgyje su ypatinga asimetrine forma yra tolimos naujai gimusios galaktikos ženklas.
Norėdami aptikti tolimiausias kada nors pastebėtas galaktikas, SDF komanda sukūrė specialų filtrą, praleidžiantį šviesą tik siaurame bangos ilgio diapazone nuo 908 iki 938 nanometrų. Šie bangos ilgiai atitinka 122 nanometrų spinduliavimo liniją nuvažiavus 13 milijardų šviesos metų atstumą. „Subaru“ teleskopo „Suprime-Cam“, „Subaru Prime Focus“ fotoaparatas sumontavo specialų filtrą ir du kitus trumpesnių ir ilgesnių bangų ilgių filtrus, kurių skiltyje yra specialusis filtras, ir nuo 2002 m. Balandžio iki gegužės mėnesio vykdė plačią stebėjimo programą. „Suprime-Cam“ galimybė vaizduoti dangaus plotą, kuris yra toks pat didelis, kaip mėnulio pilną ekspoziciją, viena ekspozicija, unikali galimybė tarp 8 m klasės ir didesnių teleskopų instrumentų ir yra labai tinkama labai silpnų objektų tyrimams dideliuose dangaus plotuose. . Stebėdama dangaus plotą, kurio mėnulis buvo ne didesnis kaip 5,8 valandos kiekviename filtre, komanda sugebėjo aptikti daugiau nei 50 000 objektų, įskaitant daug nepaprastai silpnų galaktikų. Pasirinkdama galaktikas, kurios buvo ryškios tik specialiame filtre ir, pageidautina, raudonos, komanda rado 70 kandidatų į galaktikas 6,6 raudonojo poslinkio (arba 13 milijardų šviesos metų atstumu; žr. 1 paveikslą).
2002 m. Birželio mėn. Komanda pasinaudojo „FOCAS“, „silpnų objektų kamera“ ir „Spektrografu“ ant „Subaru“ teleskopo, kad galėtų stebėti 9 iš 70 kandidatų ir patvirtino, kad paprastai raudona išvaizda ir emisijos linija turi skiriamąjį asimetriją dviejuose objektuose (žr. 2 paveikslą), ir nustatė, kad jų raudonasis poslinkis yra 6,58 ir 6,54. Šių galaktikų šviesa buvo skleidžiama prieš 12,8 milijardo metų, kai visata buvo tik 900 milijonų metų. Anksčiau stebima tolimiausia galaktika, kurios raudonasis poslinkis buvo 6,56, buvo aptikta apžiūrint didelį galaktikų spiečius, galintį sustiprinti tolimesnių galaktikų šviesą su gravitaciniu lęšio efektu. (Žr. Mūsų 2002 m. Gegužės mėn. Pranešimą spaudai, http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.)SDF stebėjimai yra pirmasis kartas, kai stebimos kelios galaktikos tokiu dideliu atstumu ir be jų. gravitacinio lęšio pagalba. Galaktika su raudonojo poslinkio 6,58 yra tolimiausia galaktika, kokia kada nors pastebėta.
SDF komanda tikisi, kad atlikdama nuolatinius stebėjimus suras dar daugiau tolimų galaktikų. Prieš susiformavus pirmosioms žvaigždėms ir galaktikoms, Visata buvo tokioje stadijoje, kurią astronomai vadina „tamsiaisiais Visatos amžiais“. Nustatyti, kada baigėsi tamsieji amžiai, yra vienas iš svarbiausių šių laikų astronominių klausimų. Pagrindiniai komandos nariai Keiichi Kodaira iš Japonijos aukštojo mokslo universiteto, Nobunari Kashikawa iš Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos ir Yoshiaki Taniguchi iš Tohoku universiteto tikisi, kad aptikę statistiškai reikšmingą skaičių tolimų galaktikų, jie gali pradėti apibūdina galaktikas, kurios paskelbė tamsųjį Visatos amžių pabaigą.
Originalus šaltinis: „Subaru“ naujienų leidinys
