Kép jóváírása: Subaru távcső
A japán székhelyű Subaru távcső a legtávolabbi galaxist fedezte fel 12,8 milliárd fényév távolságban. A Subaru Deep Field projekt csapata 70 jelölt távoli objektumot fedezett fel egy speciális szűrő használatával, amely csak egy nagyon specifikus hullámhosszú fényt enged át - egy olyan, amely körülbelül 13 milliárd fényév távolságra lévő tárgyaknak felel meg.
A Subaru távcső 12,8 milliárd fényév távolságra található egy galaxistól (6,58 vöröseltolódás; lásd az 1. megjegyzést), amely a legtávolabbi galaxis, amelyet valaha megfigyeltünk. Ez a felfedezés a Subaru Deep Field Project első eredménye, amely a japán Nemzeti Csillagászati Megfigyelő Intézet Subaru távcsőjének kutatási projektje, amely a Subaru távcsövet üzemelteti. A Subaru Deep Field (SDF) projekt csapata megközelítőleg 70 távoli galaxisjelöltöt talált, egy speciális szűrő hozzákapcsolásával, amelynek célja a 13 milliárd fényév távolságra lévő galaxisok érzékelése egy széles látómezővel rendelkező kamerán. A spektrográfiával végzett nyomon követés megerősítette, hogy a jelöltek közül kilenc közül valójában távoli galaxisok vannak. Ezek egyike a legtávolabbi galaxis, amelyet valaha megfigyeltünk. Ez a felfedezés felteszi a várakozást, hogy a projekt nagyszámú távoli galaxist találhat, amelyek statisztikailag értelmezhető módon segítik a világegyetem korai történetének feltárását.
Az SDF projekt a Japán Nemzeti Csillagászati Megfigyelőközpont megfigyelőközpontja, amelynek célja a Subaru távcső képességeinek bemutatása és az alapvető csillagászati kérdések megoldása, amelyekre a Subaru szokásos időelosztási rendszere révén nehéz megválaszolni. A legtöbb Subaru távcsövvel kapcsolatos kutatási programot egy nyílt felhasználásnak nevezett, versenyképes idő-elosztási eljárás útján választják ki, amely minden csillagász számára nyitva áll, de félévenként legfeljebb három megfigyelési éjszakát tesz lehetővé. A megfigyelőközpont és a Subaru-távcső létrehozásához hozzájáruló csillagászok számára fenntartott éjszakák megfigyelésével a megfigyelőközpont projekt olyan kérdésekkel foglalkozik, amelyek nagyobb távcső-erőforrásokat igényelnek, mint a tipikus kutatási javaslat. Az SDF projekt fő célja, hogy felismerje a legtávolabbi galaxisok nagy számát, és megértse azok tulajdonságait és hatását az univerzum fejlődésére. A fénysebesség alapvető korlátja annak, hogy az információ milyen gyorsan tud utazni (lásd a 2. megjegyzést). Amikor 13 milliárd fényév távolságban lévő galaxistól érzékeljük a fényt, az azt jelenti, hogy a galaxist úgy látjuk, mint 13 milliárd évvel ezelőtt. Az egyre távolabbi galaxisok keresése azt jelenti, hogy a világegyetem korábbi és korábbi szakaszaira nézünk.
Az SDF megfigyelések kihasználták azt a tényt, hogy a távoli galaxisokból származó fény jellegzetes hullámhosszú és alakú. A csillagászok úgy gondolják, hogy a legkorábbi galaxisok gyorsan csillagokat képeznek a hidrogénből, amely az univerzumban az anyag domináns formája. Az e csillagokból származó fény minden körülöttük maradó hidrogént felébresztett volna magasabb energiaállapotokra, sőt ionizálná azt. Amikor a gerjesztett hidrogén visszatér alacsonyabb energiaállapotba, több különböző hullámhosszon bocsát ki fényt. Ennek a fénynek a nagy része azonban elkerülné a fiatal galaxist emissziós vonalként 122 nanométer távolságra, mivel a rövidebb hullámhosszú és nagyobb energiájú „vakább” fény újra gerjesztheti más hidrogénatomokat. Mivel az univerzum bővül, minél távolabb van egy galaxis tőlünk, annál gyorsabban távolul el tőlünk. Ennek a mozgásnak köszönhetően a távoli galaxisokból származó fény dopplerrel hosszabbra vagy vörösesre hullámhosszra tolódik el, és ezt a sugárzási vonalat „továbbváltják” egy hosszabb hullámhosszra, amely a galaxis távolságára jellemző, és maga a galaxis vörösesnek tűnik. Mivel a fény nagy távolságra halad az eredettől a Földig, az emissziós vonal magasabb energiaoldalán vagy a kék oldalán lévő fényt a semleges hidrogén elnyelheti a galaktikus térben. Ez az abszorpció megkülönböztető aszimmetrikus megjelenést kölcsönöz a kibocsátási vonalnak. Egy általános vörös megjelenés és egy erős sugárzási vonal egy adott hullámhosszon, egy adott aszimmetrikus alakkal jelzi egy távoli újszülött galaxist.
A valaha megfigyelt legtávolabbi galaxisok felismerésére az SDF csapata kifejlesztett egy speciális szűrőt, amely csak a 908–938 nanométer keskeny hullámhossz-tartományban halad át a fényen. Ezek a hullámhosszok megfelelnek a 122 nanométeres emissziós vonalnak, miután 13 milliárd fényév távolságot tettek meg. A csapat telepítette a speciális szűrőt és két másik szűrőt rövidebb és hosszabb hullámhosszon, amely a speciális szűrőt keresztezi, a Subaru távcső Suprime-Cam készülékére, a Subaru Prime Focus kamerare, és 2002. áprilisától májusáig kiterjedt megfigyelési programot hajtott végre. képesség az égbolt olyan nagy területének leképezésére, mint a telihold egy expozícióban, egyedülálló képesség a 8 m-es osztályú és a nagyobb távcsövek műszerei között, és rendkívül kiválóan alkalmas nagyon halvány tárgyak felmérésére az ég nagy területein . Az égbolt olyan méretű holdfelületének megfigyelésével, amely a szűrőben 5,8 órán keresztül akár 5,8 órán keresztül megfigyelte, a csapat több mint 50 000 tárgyat képes felfedezni, köztük számos rendkívül halvány galaxist. Azon galaxisok kiválasztásával, amelyek csak a speciális szűrőben fényesek és elsősorban pirosak, a csoport 70 jelöltet talált galaxisokra 6,6-os vöröseltolódással (vagy 13 milliárd fényév távolsággal; lásd az 1. ábrát).
2002 júniusában a csapat a FOCAS-t, a Halvány Objektumot és a Subaru távcsövet használta, hogy megfigyelje a 70 jelölt közül 9-et, és megerősítette az általában vörös megjelenést és a kibocsátási vonalat, jellegzetes aszimmetriával 2 objektumban (lásd a 2. ábrát). és megállapította, hogy vöröseltolódásuk 6,58 és 6,54. A galaxisokból származó fényt 12,8 milliárd évvel ezelőtt bocsátották ki, amikor a világegyetem csak 900 millió éves volt. A korábban megfigyelt legtávolabbi galaxist, 6,56-os vöröseltolódással, egy nagy galaxiscsoportra nézve fedezték fel, amely gravitációs lencsehatással képes távoli galaxisok fényét erősíteni. (Lásd a 2002. májusi sajtóközleményt, http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.)A SDF megfigyelések az első alkalom, amikor több olyan galaxist megfigyeltek ilyen nagy távolságra és anélkül, hogy a gravitációs lencse segítségével. A 6.58 vöröseltolódású galaxis a legtávolabbi galaxis, amelyet valaha megfigyeltünk.
Az SDF csapata arra számít, hogy sokkal távolabbi galaxist talál majd a folyamatos megfigyelések révén. Az első csillagok és galaxisok kialakulása előtt az univerzum egy olyan szakaszban volt, amelyet az asztronómia „az univerzum sötét koráinak” nevez. Korunk egyik legfontosabb csillagászati kérdése annak meghatározása, hogy mikor fejeződött be a sötét kor. A csoport alapvető tagjai, Keiichi Kodaira a Japán Felsőoktatási Egyetemen, Nobunari Kashikawa a Japán Nemzeti Csillagászati Megfigyelő Intézetből és Yoshiaki Taniguchi a tohokui egyetemen remélik, hogy statisztikailag szignifikáns számú távoli galaxis felismerésével kezdhetik meg a jellemzik azokat a galaxisokat, amelyek az univerzum sötét korszakának végét jelentették.
Eredeti forrás: Subaru sajtóközlemény
