Az univerzumunk kialakulásának megismerésére törekedve a tudósok nagyon mélyen próbálták fel az űrbe (és ennélfogva nagyon idővel vissza). Végső soron célja, hogy meghatározzák, mikor alakultak ki az univerzumunk első galaxisai, és hogy ezek milyen hatással voltak a kozmikus evolúcióra. A legkorábbi képződmények lokalizálására irányuló közelmúltbeli erőfeszítések akár 13 milliárd fényév távolságot tehetnek a Földtől - azaz körülbelül 1 milliárd évvel a Nagyrobbanás után.
Ebből a tudósok most megvizsgálhatják, hogy a korai galaxisok miként befolyásolták a körülötte lévő anyagokat - különösen a semleges atomok újraélesztését. Sajnos a legtöbb korai galaxis nagyon halvány, ami megnehezíti belső tereik tanulmányozását. De egy csillagászok egy nemzetközi csoportja által végzett közelmúltbeli felmérésnek köszönhetően egy világosabb, hatalmas galaxist fedeztek fel, amely világosan megmutathatja, hogy a galaxisok miként vezettek az újjáéledéshez.
Az eredményeket részletező tanulmány, melynek címe: A masszív poros csillagképző galaxis ISM tulajdonságai Z ~ 7 “, nemrégiben tették közzé Az asztrofizikai folyóiratok.A csoport, a németországi Bonni Rádiós Csillagászati Intézet kutatóinak vezetésével, a csoport a South Pole Telescope (SPT) -SZ felmérés és az ALMA adataira támaszkodva felismerte a 13 milliárd évvel ezelőtt (csak 800 millió évvel később) létező galaxist. a nagy Bumm).
A Big Bang kozmológiai modelljével összhangban a reionizáció arra a folyamatra utal, amely a „Sötét korok” néven ismert időszak után zajlott. Ez a nagy robbanás után 380 000 és 150 millió évvel történt, amikor a Világegyetem fotonjai többsége elektronokkal és protonokkal interakcióban volt. Ennek eredményeként ezen időszak sugárzását a jelenlegi műszereinkkel nem lehet kimutatni - ebből a névből.
Közvetlenül ezt az időszakot megelőzően megtörtént a „rekombináció”, ahol hidrogén- és héliumatomok képződtek. Kezdetben ionizálódva (anélkül, hogy elektronok kapcsolódnának a magukhoz), ezek a molekulák fokozatosan elfogták az ionokat, amint az univerzum lehűlt, semlegesvé válva. Az azt követő időszakban - azaz 150 millió és 1 milliárd évvel a nagy robbanás után - az univerzum nagy léptékű struktúrája alakult ki.
Ehhez elengedhetetlen volt az újjáéledés folyamata, ahol az első csillagok és kvazárok képződtek, és sugárzásuk újraélesztette a környező Univerzumot. Ezért világos, miért akarják a csillagászok próbálni az Univerzum ezen korszakát. Az első csillagok és galaxisok megfigyelésével és annak a kozmoszra gyakorolt hatásával a csillagászok világosabb képet kapnak arról, hogy ez a korai időszak miként vezetett az Univerzumhoz, ahogyan azt ma ismerjük.
A kutatócsoport szerencséjére ezen időszak korszerű, csillagképző galaxisai ismerten nagy mennyiségű port tartalmaznak. Noha az optikai sávban nagyon halvány, ezek a galaxisok erős sugárzást bocsátanak ki a szubmilliméteres hullámhosszon, ami a mai fejlett távcsövekkel - például a Déli Pole-teleszkóp (SPT), az Atacama Pathfinder Experiment (APEX) és az Atacama nagy milliméter-tömb (ALMA) segítségével kimutathatóvá teszik őket. ).
Strandet és Weiss tanulmányaik érdekében az SPT-adatokra támaszkodtak a korai világegyetem poros galaxisai sorozatának felismerésére. Amint Maria Strandet és Axel Weiss a Max Planck Rádiócsillagászati Intézetből (valamint a tanulmány vezető szerzője és társszerzője) e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
Körülbelül 1 mm hullámhosszúságú fényt használtunk, amelyet meg lehet figyelni mm-es távcsövekkel, például SPT, APEX vagy ALMA. Ezen a hullámhosszon a fotonokat a por hőkibocsátása hozza létre. Ennek a hosszú hullámhossznak a használata szépség, hogy egy nagy vöröseltolódási tartományban (visszatekintési idő) a távolság növekedésével okozott galaxisok tompítását kompenzálja a vöröseltolódás - tehát a megfigyelt intenzitás független a vöröseltolódástól. Ennek oka az, hogy a magasabb vöröseltolódású galaxisok esetében lényegében rövidebb hullámhosszokra ((1 + z)) tekintünk, ahol a sugárzás erősebb egy termikus spektrumhoz, mint például a por spektrumához. "
Ezt követte az ALMA adatai, amelyeket a csoport a galaxisok távolságának meghatározására használt, a csillagközi közegekben lévő ISM-k szén-monoxid-molekuláinak vöröselt eltolt hullámhosszának megfigyelésével. Az összes összegyűjtött adat alapján képesek voltak korlátozni ezen galaxisok egyikének - SPT0311-58 - tulajdonságait, a spektrális vonalaik megfigyelésével. Ennek során úgy döntöttek, hogy ez a galaxis mindössze 760 millió évvel a nagy robbanás után létezett.
"Mivel a jel erőssége 1 mm-nél független a vöröseltolódástól (visszatekintési idő), nincs előzetes nyomunk, ha egy objektum viszonylag közel van (kozmológiai értelemben) vagy az újjáéledés korszakában" - mondták. „Ezért végeztünk egy nagy felmérést annak meghatározására, hogy az vöröseltolódások a molekuláris vonalak kibocsátása révén - ALMA-val készülnek-e. Az SPT0311-58 az a felmérés során felfedezett legmagasabb vöröseltolódási objektum, sőt, az eddig felfedezett legtávolabbi poros csillagképző galaxis. ”
Megfigyeléseik alapján azt is megállapították, hogy az SPT0311-58 tömege körülbelül 330 milliárd napelemes tömegű, ami körülbelül 66-szor annyi, mint a Tejút-galaxis (körülbelül 5 milliárd napelemes tömegű). Becsléseik szerint ez új csillagokat képez évente több ezer ütemben, amilyen lehet a szomszédos galaxisok esetében, amelyek erre az időszakra keltenek.
Ez a ritka és távoli tárgy még mindig az egyik legjobb jelölt arra, hogy megvizsgálja, hogyan nézett ki a korai világegyetem, és hogyan alakult azóta. Ez viszont lehetővé teszi a csillagászoknak és a kozmológusoknak a Big Bang Theory elméleti alapjainak kipróbálását. Mint Strandet és Weiss elmondták a Space Magazine-nak felfedezésüket:
„Ezek a tárgyak fontosak a galaxisok egészének fejlődésének megértésében, mivel az ebben a forrásban már jelen lévő nagy mennyiségű por, csak a 760 millió évvel a nagy robbanás után azt jelenti, hogy ez egy rendkívül hatalmas tárgy. Az a puszta tény, hogy ilyen hatalmas galaxisok már léteztek, amikor az Univerzum még mindig fiatal volt, komoly korlátokat vet fel a galaxisok tömeges felépítésének megértésére. Ezenkívül a pornak nagyon rövid idő alatt képződnie kell, ami további betekintést nyújt a porképződéshez az első csillagpopulációból. "
Az a képesség, hogy mélyebben megnézhesse az űrben és távolabb az időben, sok meglepő felfedezéshez vezetett a későben. És ezek viszont megkérdőjelezték néhány feltevésünket arról, hogy mi történt az univerzumban, és mikor. És végül segítenek a tudósoknak a kozmikus evolúció részletesebb és teljesebb beszámolójának elkészítésében. Lehet, hogy valamikor hamarosan megpróbálhatjuk a legkorábbi pillanatokat az univerzumban, és figyeld a teremtést akcióban!
