Kujutise krediit: ESO
Kasutades ISAAC-i infrapunainstrumenti ESO väga suurel teleskoobil ja gravitatsiooniläätse suurendusmõju, on Prantsuse ja Šveitsi astronoomide meeskond [2] leidnud mitu nõrka galaktikat, mis arvatakse olevat kõige kaugemal tuntud.
Üks neist kandidaatidest läbi viidud täiendavates spektroskoopilistes uuringutes on andnud tugeva aluse praeguseks - ja praeguseks - kõige kaugema galaktika jaoks, mida Universumis tuntakse.
Äsja avastatud galaktika nimeks Abell 1835 IR1916 on punanihkega 10 [3] ja see asub umbes 13 230 miljoni valgusaasta kaugusel. Seetõttu nähakse seda ajal, mil universum oli kõigest 470 miljonit aastat noor, see tähendab vaid 3 protsenti praegusest vanusest.
See ürgne galaktika näib olevat kümme tuhat korda vähem massiline kui meie galaktika, Linnutee. Võib-olla kuulub see objektide esimese klassi hulka, mis teevad lõpu Universumi pimedatele aegadele.
See tähelepanuväärne avastus illustreerib suurte maapealsete teleskoopide potentsiaali lähi-infrapuna piirkonnas väga varase universumi uurimiseks.
Minevikku kaevamine
Nagu paleontoloogid, kes kaevavad sügavamale ja sügavamale, et leida vanimaid säilmeid, proovivad astronoomid vaadata väga kaugele ja uurida väga noort universumit. Ülim otsimine? Esimeste tähtede ja galaktikate leidmine, mis tekkisid vahetult pärast Suurt Pauku.
Täpsemalt üritavad astronoomid uurida viimast “tundmatut territooriumi”, piiri “pimedate ajastute” ja “kosmilise renessansi” vahel.
Pigem varsti pärast Suurt Pauku, mis arvatakse nüüd aset leidnud umbes 13 700 miljonit aastat tagasi, sukeldus Universum pimedusse. Ürgse tulekera reliktiline kiirgus oli kosmilise laienemise teel pikema lainepikkuse suunas venitatud ja ei olnud veel moodustatud tähti ega kvaasare, mis valgustaksid tohutut ruumi. Universum oli külm ja läbipaistmatu koht. Seetõttu on seda räiget ajastut üsna mõistlikult nimetatud „tumedateks aegadeks“.
Paarsada miljonit aastat hiljem tekitas esimese tähe põlvkond ning hiljem ka esimesed galaktikad ja kvaasarid intensiivset ultraviolettkiirgust, tõstes udu Universumi kohal järk-järgult.
See oli pimedate ajastute lõpp ja inimkonna ajaloost uuesti üle võetud terminit nimetatakse mõnikord “kosmiliseks renessansiks”.
Astronoomid üritavad kindlaks teha, millal - ja kuidas - täpselt pimeduseajad lõppesid. See nõuab kaugeimate objektide otsimist, väljakutset, mille vastu saavad võtta vaid suurimad teleskoobid koos väga hoolika vaatlusstrateegiaga.
Gravitatsioonilise teleskoobi kasutamine
8–10-meetriste klassi teleskoopide tulekuga on viimase kümnendi jooksul saavutatud märkimisväärset edu. Sellest ajast peale on nüüdseks olnud võimalik mõne detailiga jälgida mitmeid tuhandeid galaktikaid ja kvaasare peaaegu 12 miljardi valgusaasta kaugusel (st kuni punanihkeni 3 [3]). Teisisõnu on astronoomidel nüüd võimalik uurida üksikuid galaktikaid, nende kujunemist, evolutsiooni ja muid omadusi enam kui 85% ulatuses universumi varasemast ajaloost.
Edaspidi on galaktikate ja kvaasarite vaatlusi siiski vähe. Praegu on umbes 1200–750 miljonit aastat pärast Suurt Pauku (punane nihe 5-7) näha vaid käputäis väga nõrku galaktikaid. Lisaks on nende allikate nõrkus ja asjaolu, et nende valgus on nihkunud optilisest lähiinfrapunakiirguseks, seni uurimusi tõsiselt piiranud.
Olulise läbimurde selles kõige varem moodustatud galaktika otsingus on nüüdseks saavutanud prantsuse ja šveitsi astronoomide meeskond [2], kasutades ESO väga suurt teleskoopi (VLT), mis on varustatud lähi-infrapuna tundliku instrumendiga ISAAC. Selle saavutamiseks pidid nad ühendama galaktikate klastri - gravitatsioonilise teleskoobi - valguse võimendamise efekti VLT-i valgusekogumisjõu ja Paranalil valitsevate suurepäraste taevaoludega.
Kaugete galaktikate otsimine
Selliste nõrkade, tabamatute objektide jaht nõuab erilist lähenemist.
Esiteks tehti VLT-l ISAAC-i lähi-infrapunainstrumendi abil väga sügavaid pilte galaktikate klastrist nimega Abell 1835. Sellised suhteliselt lähedal asuvad massiivsed klastrid suudavad taustaallikate valgust painutada ja võimendada - seda nähtust nimetatakse gravitatsiooniläätseks ja ennustas Einsteini üldise relatiivsusteooria teooria.
See loomulik võimendamine võimaldab astronoomidel liikuda galaktikates, mis muidu oleksid liiga nõrgad, et neid näha. Äsja avastatud galaktika korral võimendatakse valgust umbes 25 kuni 100 korda! Koos VLT võimsusega on selle abil olnud võimalik seda galaktikat pildistada ja isegi spektrit võtta. Looduslik võimendus suurendab tõepoolest VLT ava 8,2 m-lt 40-80 m-ni.
Erinevatel lainepikkustel tehtud sügavad IR-lähedased pildid on võimaldanud astronoomidel iseloomustada kujutisel mõne tuhande galaktika omadusi ja valida neist peotäis potentsiaalselt väga kaugeid galaktikaid. Kasutades varem saadud pilte, mis on tehtud Kanada-Prantsusmaa-Hawaii teleskoobis (CFHT) Mauna Kea-l, ja Hubble'i kosmoseteleskoobi pilte, on seejärel kontrollitud, et neid galaktikaid optiliselt tõesti ei näe. Sel viisil tunnistati kuus kõrge punanihkega kandidaat-galaktikat, mille valgus võib olla kiirgatud siis, kui Universum oli vähem kui 700 miljonit aastat vana.
Ühe sellise galaktika kauguse täpsustamiseks ja kinnitamiseks leidsid astronoomid direktori diskretsiooni aja ISAACi taaskasutamiseks VLT-l, kuid seekord spektroskoopilises režiimis. Pärast mitu kuud hoolikat andmete analüüsi on astronoomid veendunud, et tuvastas lähi-infrapuna piirkonnas nõrga, kuid selge spektri tunnuse. Astronoomid on kindlalt väitnud, et see omadus on kindlasti nendele objektidele tüüpiline Lyman-alfa emissiooniliin. See joon, mis ilmneb laboratooriumis lainepikkusel 0,1216 um, see tähendab ultraviolettkiirguses, on venitatud lähedase infrapunakiirgusega 1,34 um, tehes Abell 1835 IR1916 esimese galaktika, millel teadaolevalt on nii suur punanihke kui 10.
Kõige kaugem teadaolev galaktika
See on tugevaim juhtum punasesse nihkesse, mis ületab praegust spektroskoopiliselt kinnitatud väärtust z = 6,6, ja kahekordse numbriga punase nihke esimene juhtum. Kui võrrelda universumi vanust inimese eluajaga (ütleme näiteks 80 aastat), näitas eelmine kinnitatud rekord nelja-aastast väikelast. Praeguste tähelepanekutega on meil pilt lapsest, kui ta oli kahe ja poole aastane.
Selle galaktika kujutistest, mis on saadud erinevates lainealades, järeldavad astronoomid, et see läbib intensiivset tähtede moodustumise perioodi. Kuid moodustunud tähtede arv on hinnanguliselt "ainult" 10 miljonit korda suurem kui päikese mass, umbes kümme tuhat korda väiksem kui meie galaktika, Linnutee mass.
Teisisõnu, see, mida astronoomid näevad, on tänapäeva suurte galaktikate esimene ehitusplokk. See leid on hästi kooskõlas meie praeguse arusaamaga galaktikate moodustumise protsessist, mis vastab tänapäeval nähtud suurte galaktikate järjestikusele ülesehitamisele minevikus moodustatud arvukate "ehitusplokkide", väiksemate ja nooremate galaktikate ühinemise kaudu.
Just need ehitusplokid võisid pakkuda esimesi valgusallikaid, mis tõstsid udu Universumi kohal ja lõpetasid pimedate ajastute.
Vaatluskeskuse Midi-Pyrénées (Prantsusmaa) ja meeskonna kaasjuhi Roser Pell? I jaoks: „Need tähelepanekud näitavad, et suurepärastes taevaoludes, nagu näiteks ESO Paranali observatooriumis, ja kasutades tugevat gravitatsiooniläätse, otseseid vaatlusi parimate maapealsete teleskoopide abil on võimalik saavutada pimeduse ajastute lähedal asuvaid kaugeid galaktikaid. ”
Meeskonna teine kaasjuht Daniel Schaerer Genfi observatooriumist ja ülikoolist (Šveits) on põnevil: "See avastus avab tee esimeste tähtede ja galaktikate uurimisele varases universumis."
Rohkem informatsiooni
Selles pressiteates esitatud teave põhineb Euroopa teadusajakirja “Astronomy & Astrophysics” teadusartiklil (A&A, köide 416, lk L35; Roser Pell? “Objektiiviga galaktika ISAAC / VLT vaatlused z = 10,0 juures”)? , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Fran? Is Le Borgne ja Jean-Paul Kneib). See on saadaval veebis EDP veebisaidil.
Lisaselgitused ja pildid on saadaval autorite veebilehtedel aadressidel http://obswww.unige.ch/sfr ja http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
Algne allikas: ESO pressiteade
