Pildikrediit: Subaru teleskoop
Jaapanis asuv Subaru teleskoop on tuvastanud kõige kaugema galaktika, mis eales on salvestatud 12,8 miljardi valgusaasta kaugusel. Subaru Deep Fieldi projektimeeskond paljastas 70 kandidaadi kaugemat objekti, kasutades spetsiaalset filtrit, mis laseb läbi ainult väga spetsiifilise lainepikkusega valguse - selline, mis vastab umbes 13 miljardi valgusaasta kaugusel asuvatele objektidele.
Subaru teleskoop on leidnud galaktika 12,8 miljardi valgusaasta kaugusel (punanihke 6,58; vt märkus 1), mis on kaugeim galaktika, mida eales nähtud. See avastus on esimene tulemus Subaru Deep Field Projectist - Jaapani Riikliku Astronoomilise Vaatluskeskuse Subaru teleskoobi uurimisprojektist, mis haldab Subaru teleskoopi. Subaru sügava välja (SDF) projektimeeskond leidis umbes 70 kaugema galaktika kandidaati, kinnitades laia vaateväljaga kaamera külge spetsiaalse filtri, mis on mõeldud umbes 13 miljardi valgusaasta kaugusel asuvate galaktikate tuvastamiseks. Spektrograafiga tehtud järelvaatused kinnitasid, et kaks kandidaati üheksast on tegelikult kauged galaktikad. Üks neist on kaugeim galaktika, mida eales nähtud. See avastus tekitab ootuse, et projekt suudab leida suure hulga kaugeid galaktikaid, mis aitavad statistiliselt tähenduslikult lahti harutada universumi varajase ajaloo.
SDF-projekt on Jaapani Riikliku Astronoomilise Vaatluskeskuse vaatlusprojekt, mille eesmärk on tutvustada Subaru teleskoobi võimeid ja lahendada fundamentaalseid astronoomilisi küsimusi, mida on Subaru tavapärase ajajaotussüsteemi kaudu keeruline lahendada. Enamik Subaru teleskoobiga seotud uurimisprogramme valitakse avatud kasutamise kaudu konkureeriva ajajaotuse kaudu, mis on avatud kõigile astronoomidele, kuid võimaldab maksimaalselt vaid kolm vaatlusõhtut iga kuue kuu tagant. Subaru teleskoobi rajamisele kaasa aidanud observatooriumi ja astronoomide jaoks reserveeritud ööd kokku saab vaatluskeskuse projekt lahendada küsimusi, mis nõuavad suuremat teleskoobi ressurssi kui tüüpiline uurimistöö ettepanek. SDF-i projekti peamine eesmärk on tuvastada suur hulk avastatavaid kaugemaid galaktikaid ja mõista nende omadusi ning mõju universumi arengule. Valguse kiirus on teabe liikumise kiire piirang (vt märkus 2). Kui tuvastame valguse 13 miljardi valgusaasta kaugusel asuvas galaktikas, tähendab see, et näeme galaktikat sellisena, nagu see oli 13 miljardit aastat tagasi. Üha kaugemate galaktikate otsimine tähendab galaktikate vaatamist universumi varasematel ja varasematel aegadel.
SDF vaatlustes kasutati ära asjaolu, et kaugetest galaktikatest tuleval valgusel on iseloomulik lainepikkus ja kuju. Astronoomid arvavad, et kõige varasemad galaktikad moodustasid tähed vesinikust, universumi domineerivast mateeriavormist. Nende tähtede valgus oleks erutanud nende ümber oleva vesiniku kõrgema energia olekusse ja isegi selle ioniseerinud. Kui ergastatud vesinik naaseb madalamate energiaseisunditega, kiirgab see valgust mitme erineva lainepikkusega. Kuid suurem osa sellest valgusest pääseks noorest galaktikast emissioonijoonena 122 nanomeetri juures, kuna lühema lainepikkusega ja suurema energiaga "sinisem" valgus võib teisi vesinikuaatomeid ergastada. Kuna universum laieneb, seda kaugemal on galaktika meist, seda kiiremini ta meist eemaldub. Selle liikumise tõttu nihkub kaugetest galaktikatest pärinev valgus dopplerit pikemaks või punasemaks lainepikkuseks ja see emissioonijoon nihutatakse ümber pikemaks lainepikkuseks, mis on iseloomulik galaktika kaugusele ja galaktika ise näib punasem. Kuna valgus liigub selle lähtepunktist Maa kaugusele, võib neutraalne vesinik neelata galaktikavahelises ruumis emissiooniliini kõrgema ehk sinise külje valgust. See neeldumine annab emissiooniliinile eristatava asümmeetrilise ilme. Üldine punane välimus ja tugev emissioonijoon kindla asümmeetrilise kujuga lainepikkusel on kauge vastsündinud galaktika signatuur.
Kõige kaugemate galaktikate tuvastamiseks, mida eales nähtud, on SDF-i meeskond välja töötanud spetsiaalse filtri, mis läbib valgust ainult kitsa lainepikkuse vahemikus 908 kuni 938 nanomeetrit. Need lainepikkused vastavad 122 nanomeetri emissioonijoonele pärast 13 miljardi valgusaasta läbimist. Meeskond paigaldas Subaru teleskoobi Suprime-Cam-ile, Subaru Prime Focus kaamerale spetsiaalse filtri ja kaks muud lühema ja pikema lainepikkusega filtrit, mis katab spetsiaalse filtri, ning viis läbi ulatusliku vaatlusprogrammi 2002. aasta aprillist maini. Suprime-Cam on võime kuvada ühe säritusega täiskuu suurune taeva ala, ainulaadne võimalus 8-m klassi ja suurematel teleskoopidel olevate instrumentide seas ning sobib eriti hästi väga nõrkade objektide vaatlemiseks taeva suurtel aladel . Vaadeldes igas filtris kuni 5,8 tunni jooksul taeva pindala, mille suurus oli Kuu, suutis meeskond tuvastada üle 50 000 objekti, sealhulgas paljud äärmiselt nõrgad galaktikad. Valides galaktikad, mis olid erifiltris heledad ja eelistatavalt punased, leidis meeskond 70 galaktikakandidaati punase nihkega 6,6 (või 13 miljardi valgusaasta kaugusel; vt joonis 1).
Juunis 2002 kasutas meeskond 70 kandidaadist 70 vaatlemiseks FOCAS-i, nõrkade objektide kaamerat ja spektrograafi Subaru teleskoobis, ning kinnitas kahel objektil üldiselt punast välimust ja emissioonijoont eristatava asümmeetriaga (vt joonis 2). ja tegi kindlaks, et nende punanihked on 6,58 ja 6,54. Nendest galaktikatest eraldus valgus 12,8 miljardit aastat tagasi, kui universum oli vaid 900 miljonit aastat vana. Varem täheldatud kõige kaugem galaktika, punanihkega 6,56, avastati, vaadates suurt galaktikate klastrit, mis suudab gravitatsioonilise läätsefekti abil võimendada kaugemate galaktikate valgust. (Vt meie 2002. aasta mai pressiteadet, http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.)SDF-i vaatlused on esimene kord, kui mitu galaktikat on täheldatud nii suure vahemaa tagant ja ilma gravitatsioonilise läätse abi. Galaktika punanihkega 6,58 on kaugeim galaktika, mida eales nähtud.
SDF-i meeskond loodab jätkuvate vaatluste abil leida palju kaugemaid galaktikaid. Enne esimeste tähtede ja galaktikate moodustumist oli universum etapis, mida astronoomid nimetasid “universumi tumedaks ajastuks”. Pimedate ajastute lõppemise kindlaksmääramine on meie aja üks olulisemaid astronoomilisi küsimusi. Meeskonna tuumikud, Keiichi Kodaira Jaapani kõrgkoolist, Nobunari Kashikawa Jaapani Riiklikust Astronoomilisest Vaatluskeskusest ja Yoshiaki Taniguchi Tohoku ülikoolist loodavad, et statistiliselt olulise arvu kaugete galaktikate avastamisel võivad nad hakata iseloomustavad galaktikaid, mis kuulutasid universumi tumedate ajastute lõppu.
Algne allikas: Subaru pressiteade
