„Tolimiausia iki šiol matyta galaktika!“ Ar dar negirdėjome to anksčiau? (Žr., Pavyzdžiui, čia ir čia.) Nors tiesa, kad astronomai, taikydamiesi geresnių instrumentų, vis tolsta į priekį atgal, tačiau ir stebint, ir matuojant atstumus iki ankstyviausių kosmoso galaktikų, yra pagrindiniai iššūkiai.
Štai kodėl šis naujas galaktikos, susidariusios maždaug po 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, stebėjimas yra reikšmingas. Nors buvo nustatyta daugybė toje epochoje susiformavusių galaktikų, astronomai matavo tikslius atstumus tik penkioms iš jų. Ši galaktika žymi šeštąją ir yra toliausiai iš krūvos. Gal net svarbesnis nei atstumo matavimas, tyrėjai nustatė, kad ši galaktika pagimdė naujas žvaigždes daugiau nei 100 kartų daugiau, nei daro Pieno kelias. Tai rodo, kad ankstyvosios galaktikos galėjo būti agresyvesnės formuojant žvaigždes, nei manyta anksčiau.
Naujas dokumentas paskelbtas 2006 m Gamta („paywall Warning“) aprašytas galaktikos raudonojo poslinkio matavimas, nustatytas kosminės asamblėjos artimojo infraraudonųjų spindulių ekstragalaktinio palikimo tyrime (CANDELS), kuriame naudojamas infraraudonųjų spindulių spektrografas Kecko teleskope Havajuose. Dėl šio didelio atstumo Hablo kosminis teleskopas nemato galaktikos optinėse juostose, tačiau jis yra ryškus infraraudonųjų spindulių šaltinis tiek Hablo, tiek Špicerio kosminiam teleskopui. Raudonasis poslinkis, jei prisimenate, yra matas, kaip greitai atrodo, kad galaktika tolsta nuo mūsų, kai Visata plečiasi; kuo didesnis raudonasis poslinkis, tuo toliau yra galaktika - ir todėl kuo anksčiau ji skleidė mūsų matomą šviesą. Augant Visatai, ji proporcingai ištempia šviesos bangos ilgį. Tokiu būdu įprasta žvaigždžių matoma šviesa ar net ultravioletinė spinduliuotė yra nukreipta į infraraudonąją spektro dalį.
Tokiu atveju astronomai išmatavo galaktikos z8_GND_5296 (yra jums įsimintinas vardas) raudonojo poslinkio reikšmę - 7,51, o tai reiškia maždaug 13 milijardų šviesmečių atstumą. Jie nustatė šį skaičių išmatuodami Lyman alfa (Ly α) emisiją iš vandenilio dujų, kuri yra labai dažna ir sunkiai išmatuojama tokiais dideliais atstumais. Lygios α šviesos, susidarančios iš vandenilio dujų, mūsų vietoje yra apie 122 nanometrų, tvirtai ultravioletinėje spektro dalyje, tačiau atitinkama z8_GND_5296 emisija yra apie 1034 nanometrų, infraraudonųjų spindulių. (Norėdami gauti raudoną poslinkį, padalinkite didesnį skaičių iš mažesnio ir atimkite 1. Deja, raudonojo poslinkio ir atstumo santykis niekur nėra toks paprastas.)
Tačiau ne kiekvienoje panašaus atstumo galaktikoje yra išmatuojamas Ly α išmetimas: atrodo, kad kažkas neleidžia daugumai tos šviesos pasiekti mus. Pagrindinė idėja yra neutralus tarpgalaktinis dujų išsklaidymas, tačiau stebima per mažai galaktikų, kad patvirtintų šią hipotezę. Dėl to, nors yra dešimtys galaktikų, kurių raudoni poslinkiai yra didesni nei 7 (nustatoma ne pagal spektrą, o pagal akivaizdžią galaktikos spalvą), raudonųjų poslinkių daugumos tikrinti negalima. Straipsnyje aprašomos 43 ankstyvosios galaktikos, tačiau tik viename iš šių pavyzdžių buvo išmatuojamas Ly α išmetimas.
Įdomiau, kad galaktikoje z8_GND_5296 yra gana daug „metalų“: elementų, sunkesnių už helį. Kadangi šiuos elementus gamina žvaigždės, o ne Didysis sprogimas, tai rodo labai greitą žvaigždžių gimimo ir mirties ciklą net iki to laiko, kai ši galaktika skleidžia mūsų stebimą šviesą.
Norėdami patvirtinti šį teiginį, šio tyrimo autoriai nustatė, kad z8_GND_5296 ir panaši galaktika, žymima GN 108036, turi ypač aukštus žvaigždžių formavimo greičius, paverčiant 330 Saulės vertės masės ekvivalentą naujomis žvaigždėmis. Tai daugiau nei 100 kartų viršija Paukščių Tako žvaigždžių susidarymo greitį ir yra palyginamas su kai kuriomis kraštutiniausiomis žvaigždžių formavimo galaktikomis. Anksčiau buvo manoma, kad šios galaktikos yra retos, todėl astronomams gali tekti peržiūrėti savo vertinimus, kaip greitai naujos žvaigždės buvo padarytos ankstyvosiose galaktikose.
Nesvarbu, ką bus įdomu pamatyti, kaip atrodo kitos ankstyvosios galaktikos, kai pagerėja mūsų stebėjimai. Be to, mes nežinosime, ar z8_GND_5296 yra retenybė formuojant kraštutines žvaigždes, ar suprasime, kodėl jis yra palyginti ryškus Ly α išmetime, o jo broliai ir seserys nėra. Ir galbūt rasime laiko pasiskirstymą tarp eros, kurioje nėra galaktikų, ir pačių pirmųjų formuojamų galaktikų.
