Kép jóváírása: ESO
Az ISAAC közeli infravörös műszer használatával az ESO nagyon nagy távcsövével és a gravitációs lencse nagyítóhatásával a francia és svájci csillagászok csapata [2] számos halvány galaxist talált, amelyekről úgy gondolják, hogy a legtávolabbi ismertek.
Ezen jelöltek egyikének további spektroszkópiai vizsgálata erõteljes példát adott arra, hogy mi az az univerzumban ismert legtávolabbi galaxis - és messze is - új rekordja.
Az újonnan felfedezett galaxis Abell 1835 IR1916 elnevezésű vöröseltolódása 10 [3], és körülbelül 13 230 millió fényévnyire van. Ez tehát akkor látható, amikor az Univerzum csupán 470 millió év fiatal volt, vagyis jelenlegi életének alig 3% -a.
Ez az ősi galaxis tízezer alkalommal kevésbé hatalmas, mint a galaxisunk, a Tejút. Lehet, hogy a tárgyak első osztálya közé tartozik, amelyek véget vetnek az univerzum sötét korának.
Ez a figyelemre méltó felfedezés szemlélteti a nagy földi távcsövek potenciálját a közeli infravörös tartományban a nagyon korai világegyetem felfedezéséhez.
Ásni a múltba
Mint a paleontológusok, akik mélyebben és mélyebben ásnak, hogy megtalálják a legrégebbi maradványokat, a csillagászok megpróbálnak egyre távolabbra és tovább vizsgálni a nagyon fiatal Univerzumot. A végső küldetés? Az első csillagok és galaxisok felkutatása, amelyek közvetlenül a Nagyrobbanás után alakultak ki.
Pontosabban, a csillagászok megkísérlik feltárni az utolsó „ismeretlen területeket”, a „sötét korok” és a „kozmikus reneszánsz” közötti határot.
Inkább nem sokkal a nagy robbanás után, amelyről most úgy gondolják, hogy körülbelül 13 700 millió évvel ezelőtt történt, az Univerzum sötétségbe zuhant. Az ősi tűzgolyóból származó relikviás sugárzást a hosszabb hullámhosszúság felé történő kozmikus terjeszkedés nyújtotta, és még nem alakultak ki csillagok és kvazárok, amelyek megvilágíthatnák a hatalmas teret. Az univerzum hideg és átlátszatlan hely volt. Ez a komor korszak ezért ésszerűen „sötét korok” -nak nevezhető.
Néhány száz millió évvel később a csillagok első generációja, később még az első galaxisok és kvazárok is intenzív ultraibolya sugárzást bocsátottak ki, fokozatosan felemelve a ködöt az Univerzum fölött.
Ez a sötét korok vége volt, és az emberi történelemből ismét átvett kifejezéssel néha „kozmikus reneszánsznak” hívják.
A csillagászok megpróbálják meghatározni, mikor és mikor fejeződött be pontosan a Sötét Kor. Ehhez a legtávolabbi tárgyak keresését kell elvégezni, ezt a kihívást csak a legnagyobb távcsövek képesek felváltani egy nagyon gondos megfigyelési stratégiával kombinálva.
Gravitációs távcső segítségével
A 8-10 méteres teleszkópok megjelenésével látványos haladás történt az elmúlt évtizedben. Valójában azóta lehetett részletekkel megfigyelni több ezer galaxist és kvázart közel 12 milliárd fényév távolságra (azaz 3 vöröseltolódásig [3]). Más szavakkal, az csillagászok most már képesek megvizsgálni az egyes galaxisokat, azok kialakulását, fejlődését és egyéb tulajdonságait az Univerzum múltbeli története jellemzően 85% -ánál.
A múltban azonban a galaxisok és a kvazárok megfigyelései ritkák. Jelenleg csak néhány nagyon halvány galaxis látható körülbelül 1200–750 millió évvel a Nagyrobbanás után (vöröseltolódás 5–7). Ezen túlmenően ezeknek a forrásoknak a gyengesége és az a tény, hogy fényük az optikai és a közeli infravörös irányba tolódik, eddig súlyosan korlátozta a vizsgálatokat.
A francia és svájci csillagászok csapata [2] a legkorábban kialakult galaxis ezen törekvéseiben fontos áttörést ért el az ESO nagyon nagy távcsövével (VLT), az ISAAC közeli infravörös érzékeny műszerrel felszerelve. Ennek megvalósításához ötvözniük kellett egy galaxisfürt - Gravitációs távcső - fényerősítő hatását a VLT fénygyűjtő erejével és a Paranalon uralkodó kiváló égviszonyokkal.
Távoli galaxisok keresése
Az ilyen halvány, megfoghatatlan tárgyak vadászata különös megközelítést igényel.
Először is, az Abell 1835 nevű galaxiscsoport egy nagyon mély képeit készítették az ISAAC közeli infravörös eszköz segítségével a VLT-n. Az ilyen viszonylag közel álló hatalmas klaszterek képesek meghajolni és erősíteni a háttér-források fényét - ezt a jelenséget Gravitational Lensing néven hívják fel, amelyet Einstein az általános relativitáselmélet szerint megjósolt.
Ez a természetes amplifikáció lehetővé teszi az csillagászok számára a galaxisok társulását, amelyek egyébként túl halványak lennének ahhoz, hogy észrevegyék őket. Az újonnan felfedezett galaxis esetében a fény kb. 25-100-szor erősödik! A VLT erejével kombinálva ezáltal lehetővé vált a galaxis képének megismerése és akár egy spektrumának megvétele. Valójában a természetes amplifikáció hatékonyan növeli a VLT rekesznyílását 8,2 m-ről 40-80 m-re.
A különböző hullámhosszon készített, mély, közel IR-képek lehetővé tették az csillagászoknak, hogy jellemezzék a kép néhány ezer galaxisának tulajdonságait, és közülük néhányat potenciálisan nagyon távoli galaxisokká válasszanak. A Kanada-Franciaország-Hawaii távcsövön (CFHT) a Mauna Kea-nál korábban kapott képek és a Hubble űr-távcső képei alapján meggyőződött arról, hogy ezeket a galaxisokat valóban nem látják az optika. Ily módon hat nagy vöröseltolódású galaxist felismertek, amelyeknek fényét esetleg akkor bocsátották ki, amikor az Univerzum 700 millió évnél fiatalabb volt.
Ezen galaxisok egyikének távolságának pontosabb meghatározása és megerősítése érdekében a csillagászok megszerezték az igazgató mérlegelési idejét, hogy ismét használja az ISAAC-ot a VLT-n, de ezúttal spektroszkópikus módban. Az adatok több hónapos alapos elemzése után a csillagászok meg vannak győződve arról, hogy gyenge, de egyértelmű spektrumjellemzőt észlelt a közeli infravörös tartományban. A csillagászok határozottan állítják, hogy ez a tulajdonság minden bizonnyal az ezekre az objektumokra jellemző Lyman-alfa emissziós vonal. Ezt a vonalat, amely a laboratóriumban 0,1216 um-es hullámhosszon, azaz az ultraibolya sugárzásban van, 1,34 um-es közeli infravörös vonalra húzódott, így az Abell 1835 IR1916 az első olyan galaxis, amelynek ismert vöröseltolódása olyan nagy, mint 10.
A eddig ismert legtávolabbi galaxis
Ez a legerősebb eset egy olyan vöröseltolódás esetén, amely meghaladja az aktuális spektroszkópiásan megerősített rekordot z = 6,6-nál, és egy két számjegyű vöröseltolódás első esetét. Az univerzum életkorát egy adott személy életévéhez viszonyítva (mondjuk 80 év), az előzőleg megerősített rekord négyéves kisgyermekből állt. A jelen megfigyelésekkel képet kapunk a gyermekről, amikor két és fél éves volt.
Ennek a galaxisnak a különböző hullámsávokban kapott képeiből az csillagászok arra következtetnek, hogy a csillagok intenzív képződési időszakon mennek keresztül. De a képződött csillagok mennyisége a becslések szerint a nap tömegének tízszeresére csak "tízszeresére" esik, körülbelül tízezer-szer kisebb, mint Galaxisunk, a Tejút tömege.
Más szavakkal, amit a csillagászok látnak, a mai nagy galaxisok első építőköve. Ez a megállapítás jól egyezik a galaxisok kialakulásának folyamatával kapcsolatos jelenlegi megértésünkkel, amely a nagy galaxisok egymás utáni felépítésének felel meg, amelyet a múltban kialakult „építőelemek”, kisebb és fiatalabb galaxisok összeolvadása révén hajtottak végre.
Ezek az építőelemek adhatták az első fényforrásokat, amelyek felemelték a ködöt az Univerzum felett, és véget vettek a Sötét Koroknak.
Roser Pell ?, a Midi-Pyrénées (Franciaország) és a csapat társvezetője számára: „ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy kitűnő égbolt körülmények között, mint például az ESO Paranal Obszervatóriumában, és erős gravitációs lencsével, közvetlen megfigyelésekkel a sötét korszakhoz közeli távoli galaxisok a legjobb földi távcsövekkel valósíthatók meg. ”
A csapat másik társvezetője, Daniel Schaerer a Genfi Megfigyelő Intézetből és az egyetemen (Svájc) izgatottan élvezi: „Ez a felfedezés megnyitja az utat az első csillagok és galaxisok jövőbeli felfedezéséhez a korai világegyetemben.”
Több információ
Az ebben a sajtóközleményben ismertetett információk az „Astronomy & Astrophysics” európai kutatási folyóiratban található kutatási cikkre alapulnak (A&A, 416. kötet, L35. Oldal; Roser Pell „Lencsézett galaxisának ISAAC / VLT megfigyelései z = 10,0-nál”)? , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Fran? Is Le Borgne és Jean-Paul Kneib). Ez elérhető az interneten az EDP webhelyén.
További magyarázatok és képek a szerzők weboldalán érhetők el a http://obswww.unige.ch/sfr és a http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/ címen.
Eredeti forrás: az ESO sajtóközleménye
