Astronoomid on aastakümneid püüdnud sügavasse universumisse pääseda nii kaugele kui võimalik. Vaadates kosmot, nagu see oli vahetult pärast Suurt Pauku, loodavad astrofüüsikud ja kosmoloogid õppida kõike, mis võimalik, Universumi varajasest kujunemisest ja selle hilisemast arengust. Tänu sellistele instrumentidele nagu Hubble'i kosmoseteleskoop, on astronoomid suutnud näha Universumi osi, mis olid varem ligipääsmatud.
Kuid isegi auväärne Hubble pole võimeline nägema kõike seda, mis varase universumi ajal toimus. Kasutades mõnede kõige uuemate astronoomiliste observatooriumide koguvõimsust kogu maailmas, vaatas Tokyo ülikooli astronoomiainstituudi juhitud rahvusvaheliste astronoomide meeskond 39 varem avastamata iidset galaktikat - leid, millel võib olla suur mõju astronoomiale ja kosmoloogiale.
Avastuse taga olnud meeskonda kuulusid liikmed Tokyo ülikooli astronoomiainstituudist, Prantsuse Riiklikust Teadusuuringute Keskusest (CNRS), Hiina Anhui normaalülikoolist, Müncheni Ludwig-Maximilians ülikoolist, Hiina riiklikest astronoomilistest vaatluskeskustest ja Academia Sinica astronoomia ja astrofüüsika instituut (ASIAA) Taiwanis. Nende uurimistöö ilmus 7. augusti numbris Loodus.
Nähtamatu nägemine
Lihtsustatult öeldes on varaseimad võimalikud galaktikad universumis siiani nähtamatud, kuna nende valgus on väga nõrk ja toimub pikkadel lainepikkustel, mida Hubble ei suuda tuvastada. Meeskond
Selle tulemusel saadud avastus polnud mitte ainult enneolematu, vaid paljude seda tüüpi galaktikate avastamine trotsib praeguseid kosmoloogilisi mudeleid. Nagu AISAA teadur ja uuringu kaasautor Tao Wang selgitas:
„See on esimene kord, kui universumi 13,7 miljardi aastase elu esimese 2 miljardi aasta jooksul kinnitati nii suur massiliste galaktikate populatsioon. Need olid meile varem nähtamatud. See leid on vastuolus selle kosmilise evolutsiooni perioodi praeguste mudelitega ja aitab lisada detaile, mis seni puuduvad. "
Neid galaktikaid, ehkki nad olid tol ajal suurimad, oli neid endiselt väga raske märgata. Suur osa põhjusest on seotud sellega, mil määral on nende valgus Universumi paisumisega venitatud. Igapäevases astronoomias
See võimaldab astronoomidel mitte ainult öelda, kui kauge objekt on, vaid ka seda, kuidas see objekt minevikus välja nägi. Kuid universumi kõige varasemasse ajastusse (enam kui 13 miljardit aastat tagasi) vaadates ulatub tohutu kaugus nähtava valguse lainepikkuseni punktini, kus see pole enam nähtava valguse piirkonnas ja muutub infrapunaks.
Veel üks põhjus, miks neid galaktikaid on keeruline märgata, on see, et suuremad galaktikad varjuvad tolmuga, eriti kui nad on alles kujunemisjärgus. See kipub neid rohkem varjama kui nende väiksemad galaktilised kolleegid. Nendel põhjustel tekkis kahtlus, et need galaktikad pole nii vanad, kui meeskond soovitas. Nagu Wang märkis:
„Oma kaaslasi oli raske veenda, et need galaktikad olid nii vanad, kui me neid kahtlustasime. Meie esialgsed kahtlused nende olemasolu kohta tulid Spitzeri kosmoseteleskoobi infrapunaandmetest. Kuid ALMA-l on teravad silmad ja paljastatud üksikasjad submillimeetri lainepikkustel, mis on parim lainepikkus varase universumi kohal oleva tolmu läbi vaadata. Isegi nii kulus Tšiilis kujutluslikult nimega väga suure teleskoobi lisateabe saamiseks, et tõepoolest tõestada, et nägime iidseid massiivseid galaktikaid, kus neid polnud varem nähtud. "
Mida see tähendab astronoomia jaoks?
Kuna nende galaktikate avastamine trotsib meie praeguseid kosmoloogilisi mudeleid, mõjutavad meeskonna leiud astronoomide jaoks loomulikult olulisi tagajärgi. Nagu astronoomiainstituudi professor ja uuringu kaasautor Kotaro Kohno selgitas:
„Mida massiivsem on galaktika, seda massiivsem on selle südames ülimassiivne must auk. Niisiis räägivad nende galaktikate ja nende evolutsiooni uurimine meile ka supermassiivsete mustade aukude arengust, ”lisas Kohno. “Massiivsed galaktikad on tihedalt seotud ka nähtamatu tumeda aine jaotumisega. See mängib rolli galaktikate struktuuri ja jaotuse kujundamisel. Teoreetilised teadlased peavad oma teooriaid nüüd ajakohastama. ”
Veel üks huvitav leid oli viis, kuidas need 39 iidset galaktikat erinevad meie omadest. Alustuseks oli nendel galaktikatel suurem tähtede tihedus kui Linnuteel tänapäeval; mis tähendab, et kui meie galaktika oleks sarnane, näeksid tähtkujud öötaevasse vaadates midagi väga erinevat.
“Esiteks paistab öine taevas palju majesteetlikum. Tähtede suurem tihedus tähendab, et suuremate ja heledamate ilmumisega läheneks veel palju tähti, “ütles Wang. "Kuid vastupidi, suur tolmuhulk tähendab, et kaugemal olevad tähed oleksid palju vähem nähtavad, nii et nende heledate lähedaste tähtede taust võib olla tohutu tume tühjus."
Kuna see on esimene kord, kui seda tüüpi galaktiline populatsioon avastatakse, ootavad astronoomid huviga, mida veel võiks leida. Praeguses seisus pole isegi ALMA piisavalt kogenud, et uurida nende galaktikate keemilist koostist ja tähepopulatsioone. Järgmise põlvkonna vaatluskeskustel on astronoomide jaoks siiski otsus nende uuringute läbiviimiseks.
Nende hulka kuulub James Webbi kosmoseteleskoop, mis on praegu ette nähtud turule toomiseks 2021. aastal. Tõenäoliselt kasutatakse ka selliseid maapealseid vaatluskeskusi nagu ESO erakordselt suur teleskoop (ELT), kolmekümnemeetrine teleskoop (TMT) ja hiiglasliku Magellani teleskoop (GMT). mängida üliolulist rolli.
See on põnev aeg astronoomidele ja kosmoloogidele. Kunagi nii aeglaselt koorivad nad veel ühe universumi kihi tagasi, et näha, millised saladused varitsevad nende all!
