A Hubble Űrtávcső új nézete az első világosabb galaxisok némelyikét szemlélteti az univerzumban, amely körülbelül 13 milliárd évvel ezelőtt vagy 900 millió évvel a Nagyrobbanás után jelent meg. Az ilyen galaxisok 700 millió évvel a nagy robbanás után nem voltak láthatóak, így a kisebb galaxisoknak elég gyorsan össze kellett egyezniük ahhoz, hogy nagyok és fényesek legyenek. A felfedezéseket a Hubble ultra mély mezőben és a Great Observatory Origins Deep Survey mezőkben végezték.
Az első fényes galaxisok szisztematikus kutatása a korai világegyetemben kiderült, hogy drámai módon megnőtt az ilyen galaxisok száma körülbelül 13 milliárd évvel ezelőtt. A galaxisok evolúciójának legkorábbi szakaszai ezen megfigyelései új bizonyítékokat nyújtanak a galaxisok kialakulásának hierarchikus elméletéhez - az a gondolat, hogy a nagy galaxisok idővel felépültek, amikor a kisebb galaxisok összeestek és összeolvadtak.
Rychard Bouwens és Garth Illingworth csillagászok a kaliforniai Santa Cruz-i Egyetemen a Hubble Űrtávcsövet használják a galaxisok kialakulásának feltárására a Nagyrobbanást követő első 900 millió évben. Legutóbbi eredményeikről a Nature folyóirat szeptember 14-i számában számoltak be.
Mély megfigyelések az ég három sötét foltjában - a Hubble ultra mély mezőben és a Nagy Observatories Origins Deep Survey mezőiben - összegyűjtötték az ősi galaxisok csillagai által 13 milliárd évvel ezelőtt kibocsátott halvány fényt. Csak a legfényesebb galaxisokat lehetett detektálni ilyen nagy távolságra.
„Ezek a legmélyebb infravörös és optikai adatok, amelyeket valaha készítettek. Nagyon korai szakaszban tekintjük a galaxisok felépítését ”- mondta Illingworth, az UCSC csillagászati és asztrofizikai professzora.
A kutatók körülbelül 900 millió évvel a Nagyrobbanás után több száz fényes galaxist figyeltek meg. De amikor mélyebbre nézték, mintegy 200 millió évvel korábban, csak egyet találtak. A keresési kritériumok enyhítése kissé felbukkant néhány jelöltet, ám nyilvánvalóan sok változás történt a 200 millió év alatt - mondta Illingworth.
„A nagyobb, világosabb galaxisok 700 millió évvel a Big Bang után nem voltak helyben. De 200 millió évvel később még sokkal több volt, tehát sok idő alatt össze kellett kapcsolni a kisebb galaxisokat ”- mondta.
A csillagászok meg tudják határozni, hogy mikor bocsátott fényt egy távoli forrásból a vöröseltolódás révén - ez azt jelenti, hogy az univerzum tágulása meghosszabbította a fény hullámhosszait, amikor hatalmas távolságokon halad át az űrben. Bouwens, az UCSC posztdoktori ösztöndíja és a Nature cikk első szerzője szoftvert fejlesztett ki, hogy szisztematikusan átszitálja a Hubble-adatokat a nagy vöröseltolódású galaxisok keresése során.
Az adatok két nagy teljesítményű eszközről származtak a Hubble-ról: az Advanced Camera for Surveys (ACS) és a közeli infravörös kamera és a multi-Object Spectrograph (NICMOS). A kutatók összehasonlították a 7 és 8 közötti vöröseltolódással (700 millió évvel a nagy robbanás után) észlelt galaxisok számát azokkal, amelyeket elvárhattak, hogy megtudja, ha a galaxisok populációja olyan, mint a 6. vöröseltolódáskor megfigyelt populáció. millió évvel később). A kiválasztási kritériumok szigorától függően egy galaxist találtak, ahol 10-re számíthatnak, vagy négyet, ahol elvárhattak volna 17.
"Megközelítésünk nagyon kvantitatív módszert kínál a világegyetem szerkezetének felhalmozódásának mérésére, így láthatjuk, milyen gyorsan változott az idő múlásával, amikor a kisebb galaxisok összeolvadtak, hogy nagyobbok legyenek" - mondta Bouwens.
Az ebben a felmérésben megfigyelt galaxisok sokkal kisebbek, mint a saját Tejútunk és más óriási galaxisok, amelyeket ma a közeli világegyetemben látunk. Ezeket a korai galaxisokat szintén lángolták a csillagképződéssel, kékes fényt bocsátva ki, amely a vörös fényre váltott, amikor 13 milliárd éves utazást tett a Hubble érzékeny detektorok felé.
„Nagyon elképesztő, hogy 13 milliárd éves időtartamra tudunk visszatekintni. Olyan galaxisokra nézünk, amelyek már kialakultak a kisebb prekurzorokból, de csak néhány száz millió évvel az első csillagok kialakulása után telt el ”- mondta Illingworth.
Ha a Tejút galaktikus nyugdíjas, akkor ezek a galaxisok kisgyermekek vagy óvodások. A kutatók egyelőre nem tudják felfedezni a még kisebb csecsemő galaxisokat, amelyeknek összefonódnia kellett ezen első fényes galaxisok kialakítása érdekében.
Azonban az első galaxisok magjai láthatók a kozmikus mikrohullámú háttér sugárzásban, amelyet legutóbb és pontosan a Wilkinson mikrohullámú anizotrópiás szonda (WMAP) mér, amely a sűrűség enyhe ingadozását mutat egy figyelemre méltóan homogén univerzumban, mintegy 400 000 évvel a nagy után. Bumm.
„Az univerzum evolúciójának nagyon korai szakaszában minden nagyon simán ment. De az idő múlásával az univerzum egyre gyűröttebbé vált, amikor a gravitáció több anyagot húzott a sűrűbb területeken ”- mondta Bouwens. "A korai galaxisok megfigyelései lehetővé teszik, hogy megmérjük, milyen gyorsan fejlődött az univerzum kisebbről nagyobbra csomókra."
A kialakult első galaxisok felismerése a Hubble utódjával lehetséges, a James Webb Űrtávcsővel, amelyet jelenleg a 2013-as indításra terveznek - mondta Illingworth. Az első galaxisok keresésével kapcsolatos további információk az interneten érhetők el a http://firstgalaxies.ucolick.org/ oldalon.
Eredeti forrás: UCSC sajtóközlemény
