Hubble'i kosmoseteleskoobi uus vaade näitab mõnda esimest universumis tekkivast eredast galaktikast, mis ilmus umbes 13 miljardit aastat tagasi ehk 900 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. Selliseid galaktikaid polnud 700 miljonit aastat pärast Suurt Pauku nähtavad, nii et väiksemad galaktikad peaksid olema üsna kiiresti sulandunud, et need saaksid suured ja heledad. Avastused tehti Hubble'i ultra sügaval väljal ja Great Observatory Origins sügava vaatlusväljaga.
Esimeste varajases universumis moodustuvate eredate galaktikate süstemaatiline otsimine näitas selliste galaktikate arvu dramaatilist hüpet umbes 13 miljardit aastat tagasi. Need galaktikate evolutsiooni kõige varasemate etappide vaatlused annavad uusi tõendeid galaktikate moodustumise hierarhilise teooria kohta - idee kohta, et suured galaktikad, mis aja jooksul moodustusid väiksemate galaktikatena, põrkasid kokku ja ühinesid.
California Santa Cruzi ülikooli astronoomid Rychard Bouwens ja Garth Illingworth kasutasid Hubble'i kosmoseteleskoopi, et uurida galaktikate teket esimese 900 miljoni aasta jooksul pärast Suurt Pauku. Oma viimastest leidudest teatasid nad ajakirja Nature 14. septembri numbris.
Sügavad vaatlused kolmes pimedas taevalaotuses - Hubble'i ultra sügav väli ja Great Observatories Origins Deep Survey väljad - kogusid ürgsetes galaktikates 13 miljardit aastat tagasi tähtede poolt paisatud nõrka valgust. Selliste suurte vahemaade tagant oli võimalik tuvastada ainult eredamaid galaktikaid.
„Need on sügavaimad infrapuna- ja optilised andmed, mis eales tehtud. Me vaatame galaktikate tekke väga varajases staadiumis, ”ütles UCSC astronoomia ja astrofüüsika professor Illingworth.
Teadlased vaatasid sadu eredaid galaktikaid umbes 900 miljoni aasta pärast pärast suurt pauku. Kuid sügavamale vaadates, umbes 200 miljonit aastat varem, leidsid nad ainult ühe. Nende otsingukriteeriumide leevendamine tõi veel paar kandidaati üles, kuid nende 200 miljoni aasta jooksul toimus ilmselgelt palju muutusi, ütles Illingworth.
„Suuremaid, helendavaid galaktikaid 700 miljoni aasta möödumisel Suurest Paugust lihtsalt polnud. Kuid 200 miljonit aastat hiljem oli neid palju rohkem, nii et selle aja jooksul pidi olema palju väiksemate galaktikate liitmist, ”sõnas ta.
Astronoomid saavad kindlaks teha, millal valgus punasest nihkes kaugest allikast kiirgab - mõõt, kuidas universumi laienemine venitas valguse lainepikkusi, kui see liikus läbi kosmose tohutul kaugusel. Bouwens, UCSC järeldoktor ja loodusajakirja esimene autor, töötas välja tarkvara Hubble'i andmete süstemaatiliseks sõelumiseks suure punanihkega galaktikate otsimisel.
Andmed pärinesid Hubble'i kahe võimsa vahendi kohta: täiustatud uuringukaamera (ACS) ning ligipääsmatu infrapunakaamera ja mitme objektiga spektrograaf (NICMOS). Teadlased võrdlesid punaselt nihkega 7–8 (700 miljonit aastat pärast suurt pauku) avastatud galaktikate arvu sellega, mida nad oleks võinud oodata, kui galaktikate populatsioon oleks sarnane elanikkonnale, mida nad olid punanihkel 6 täheldanud (200). miljon aastat hiljem). Sõltuvalt valikukriteeriumide rangusest leidsid nad ühe galaktika, kus nad oleks võinud oodata 10, või neli, kus nad oleks oodanud 17.
"Meie lähenemisviis pakub väga kvantitatiivset viisi struktuuri kogunemise mõõtmiseks universumis, nii et näeme, kui kiiresti see aja jooksul muutus, kui väiksemad galaktikad ühinesid suuremateks," sõnas Bouwens.
Selles uuringus täheldatud galaktikad on palju väiksemad kui meie oma Linnutee ja teised hiiglaslikud galaktikad, mida täna lähedalasuvas universumis näha on. Need varased galaktikad olid ka tähtede moodustumisega vastumeelsed, kiirgades sinakat valgust, mis nihkus punasele tulele oma 13 miljardi aasta pikkuse reisi ajal Hubble'i tundlikesse detektoritesse.
„On üsna hämmastav, et suudame vaadata tagasi 13 miljardi aasta pikkusele ajale. Me vaatame galaktikaid, mis on juba väiksematest eelkäijatest välja arenenud, kuid see on alles paarsada miljonit aastat pärast esimeste tähtede moodustumist, ”ütles Illingworth.
Kui Linnutee on galaktiline vanur, siis on need galaktikad väikelapsed või koolieelikud. Praegu ei suuda teadlased tuvastada veelgi väiksemaid imiku galaktikaid, mis peavad olema ühinenud, et moodustada need esimesed eredad galaktikad.
Kuid nende esimeste galaktikate seemneid saab näha kosmilises mikrolaine taustkiirguses, mida mõõdetakse viimati ja kõige täpsemini Wilkinsoni mikrolaine anisotroopiaanduriga (WMAP), mis näitab märkimisväärselt homogeense universumi tiheduse väikseid kõikumisi umbes 400 000 aastat pärast Suurt. Bang.
„Universumi evolutsiooni väga varakult oli kõik väga sujuv. Kuid aja jooksul muutus universum üha kohmakamaks, kuna gravitatsioon tõmbas tihedamatesse piirkondadesse rohkem ainet, ”rääkis Bouwens. "Meie varasete galaktikate tähelepanekud võimaldavad meil mõõta, kui kiiresti universum arenes väiksematest suurematest kobaratest."
Esimeste moodustuvate galaktikate tuvastamine on võimalik Hubble'i järeltulija, James Webbi kosmoseteleskoobi abil, mis plaanitakse praegu käivitada 2013. aastal, teatas Illingworth. Lisateave esimeste galaktikate otsimise kohta on veebis aadressil http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Algne allikas: UCSC pressiteade
