"Kaugeim galaktika, mida seni nähtud!" Kas me pole seda varem kuulnud? (Vaadake näiteks siin ja siin.) Ehkki on tõsi, et astronoomid lükkavad paremate instrumentidega ajas kaugemale, on nii kosmose varaseimate galaktikate kauguste vaatlemisel kui ka nende mõõtmisel põhilisi väljakutseid.
Sellepärast on see uus tähelepanek galaktika kohta, mis tekkis umbes 700 miljonit aastat pärast Suurt Pauku, märkimisväärne. Kui sel ajajärgul moodustunud galaktikate arv on kindlaks tehtud, on astronoomid mõõtnud täpset vahemaad ainult viiel neist. See galaktika tähistab kuuendat ja see on kobarast kõige kaugemal. Võib-olla isegi olulisem kui kauguse mõõtmine, leidsid teadlased, et see galaktika sünnitas uusi tähti, mida Linnutee tänapäeval teeb enam kui 100-kordse kiirusega. See näitab, et varased galaktikad võisid tähtede moodustumisega olla agressiivsemad, kui seni arvati.
Uus artikkel avaldatud Loodus (palkseina hoiatus) kirjeldab galaktika punase nihke mõõtmist, mis tuvastati kosmilise assamblee lähi-infrapuna sügava ekstragalaktilise pärandi uuringus (CANDELS), kus kasutatakse Hawaiil Kecki teleskoobi infrapunaspektrot. Selle suure vahemaa tõttu ei näe Hubble'i kosmoseteleskoop galaktikat oma optilistes ribades, kuid see on ere infrapunaallikas nii Hubble'i kui ka Spitzeri kosmoseteleskoobi jaoks. Punane nihe, kui meenutada, on mõõt, mis näitab, kui kiiresti galaktika Universumi paisumisel meist kaugeneb; mida suurem on punane nihe, seda kaugemal see galaktika asub - ja seetõttu mida kauem see kiirgas seda valgust, mida me näeme. Universumi kasvades venib see proportsionaalselt valguse lainepikkusega. Sel viisil nihutatakse tähtedes levinud nähtav valgus või isegi ultraviolettkiirgus spektri infrapuna osa.
Sel juhul mõõtsid astronoomid galaktika z8_GND_5296 (teie jaoks meeldejääv nimi) punase nihke väärtuseks 7,51, mis tähendab umbes 13 miljardi valgusaasta kaugusel. Nad leidsid selle arvu, mõõtes vesiniku gaasi Lyman alfa (Ly α) emissiooni, mis on nii väga tavaline kui ka nii suurte vahemaade korral raskesti mõõdetav. Vesinikgaasist pärinev Ly α-valgus on meie asukohas umbes 122 nanomeetrit, kindlalt spektri ultraviolettkiirguses, kuid z8_GND_5296 vastav emissioon on umbes 1034 nanomeetrit, mis on infrapunakiirgus. (Punase nihke saamiseks jagage suurem arv väiksemaga ja lahutage 1. Kahjuks pole punanihke ja kauguse suhe sugugi nii lihtne.)
Kuid mitte kõigil võrreldavatel kaugustel asuvatel galaktikatel ei ole mõõdetavaid Ly α emissioone: näib, et miski takistab suurel osal sellest valgusest meile jõudmast. Juhtmõte on neutraalne galaktikatevaheline gaas, mis hajutab valgust, kuid selle hüpoteesi kinnitamiseks on täheldatud liiga vähe galaktikaid. Selle tulemusel, kuigi seal on kümneid galaktikaid, mille punanihked on suuremad kui 7 (seda ei määra mitte spektri, vaid galaktika näiv värvus), ei saa punanihkeid enamikul kordadel kontrollida. See artikkel kirjeldab 43 varajast galaktikat, kuid ainult ühes proovis olid mõõdetavad Ly α emissioonid.
Huvitavam on see, et galaktikas z8_GND_5296 on suhteliselt palju metalle: heeliumist raskemaid elemente. Kuna neid elemente toodavad pigem tähed, mitte Suur Pauk, näitab see tähtede sündimise ja surma väga kiiret tsüklit isegi selleks ajaks, kui see galaktika valgust kiirgab.
Selle väite toetuseks leidsid käesoleva uuringu autorid, et z8_GND_5296 ja sarnasel galaktikal, mille tähis on GN 108036, on äärmiselt kõrge tähtede moodustumise kiirus, teisendades 330 Päikese väärtuses massi ekvivalendi uuteks tähtedeks. See on Linnutee tähtede moodustumise kiirusest enam kui 100-kordne ja võrreldav mõne äärmuslikuma tähte moodustava galaktikaga. Varem arvati, et need galaktikad on haruldased, mistõttu võib astronoomidel olla vaja läbi vaadata oma hinnangud uute tähtede kiireks muutumise kohta varajastes galaktikates.
Pole tähtis, huvitav on näha, millised on muud varajased galaktikad, kui meie vaatlused paranevad. Ilma selleta ei tea me, kas z8_GND_5296 on selle äärmises tähekujunduses haruldus, ega mõista, miks see on Ly α emissioonides suhteliselt hele, samas kui tema õed-vennad mitte. Ja võib-olla leiame ajaliselt jaotuse galaktikateta ajastu ja esimeste moodustuvate galaktikate vahel.
