Po celá desetiletí se astronomové pokoušejí vidět co nejdál do hlubokého vesmíru. Astrofyzici a kosmologové pozorováním vesmíru, jak to bylo krátce po Velkém třesku, doufají, že se naučí vše, co mohou, o rané tvorbě vesmíru a jeho následném vývoji. Díky nástrojům, jako je Hubbleův kosmický dalekohled, astronomové mohli vidět části vesmíru, které byly dříve nepřístupné.
Ale ani ctihodný HST není schopen vidět vše, co se odehrálo během raného vesmíru. S využitím kombinované síly některých z nejnovějších astronomických observatoří z celého světa však tým mezinárodních astronomů vedený Astronomickým institutem Tokijské univerzity pozoroval 39 dříve neobjevených starověkých galaxií, což může mít hlavní důsledky pro astronomii a kosmologii.
Za objevem byli členové z Tokijského univerzitního ústavu astronomie, Francouzského národního centra pro vědecký výzkum (CNRS), Anhui Normal University v Číně, University of Ludwig-Maximilians v Mnichově, Národní astronomické observatoře Číny a Academia Sinica institut astronomie a astrofyziky (ASIAA) na Tchaj-wanu. Jejich výzkum se objevil v 7. vydání časopisu Příroda.
Nalezení „neviditelného“
Jednoduše řečeno, nejstarší možné galaxie ve vesmíru zůstaly dosud neviditelné, protože jejich světlo je velmi slabé a vyskytuje se na dlouhých vlnových délkách, které Hubble nezjistil. Tým
Objev, který vyústil, byl nejen bezprecedentní, ale objev těchto mnoha galaxií tohoto typu vzdoruje současným kosmologickým modelům. Jak Tao Wang, výzkumník z AISAA a spoluautor studie, vysvětlil:
"Je to poprvé, kdy byla tak velká populace masivních galaxií potvrzena během prvních 2 miliard let 13,7 miliard let života vesmíru." Ty pro nás byly dříve neviditelné. Toto zjištění je v rozporu se současnými modely pro toto období kosmického vývoje a pomůže přidat některé podrobnosti, které dosud chyběly. “
Tyto galaxie, přestože byly v té době největší, existovaly velmi obtížně. Hodně z toho důvodu souvisí s rozsahem, v jakém se jejich světlo protahovalo expanzí vesmíru. V každodenní astronomii
To umožňuje astronomům nejen říct, jak vzdálený je předmět, ale jak tento objekt vypadal v minulosti. Když se však podíváme na nejranější epochu vesmíru (před více než 13 miliardami let), ohromná vzdálenost roztahuje vlnovou délku viditelného světla do bodu, kde již není v oblasti viditelného světla a stává se infračerveným.
Dalším důvodem, proč jsou tyto galaxie obtížně rozeznatelné, je skutečnost, že větší galaxie mají tendenci být zahaleny prachem, zejména když jsou stále v počátečních částech jejich tvorby. To je spíše zakrývá více než jejich menší galaktické protějšky. Z těchto důvodů existovalo podezření, že tyto galaxie nebyly tak staré, jak navrhoval tým. Jak naznačil Wang:
"Bylo těžké přesvědčit naše vrstevníky, že tyto galaxie byly tak staré, jak jsme si mysleli, že jsou." Naše počáteční podezření na jejich existenci pocházelo z infračervených dat Spitzerova kosmického dalekohledu. Ale ALMA má ostré oči a odhalila podrobnosti na submilimetrových vlnových délkách, což je nejlepší vlnová délka pro peerování prachem přítomným v časném vesmíru. I tak však vzala další data z imaginativně pojmenovaného velmi velkého dalekohledu v Chile, aby skutečně dokázala, že jsme viděli starověké masivní galaxie, kde dosud nikdo neviděl. “
Co to znamená pro astronomii?
Protože objev těchto galaxií vzdoruje našim současným kosmologickým modelům, mají zjištění týmu samozřejmě pro astronomy významné důsledky. Jak Kotaro Kohno, profesor Ústavu astronomie a spoluautor studie, vysvětlil:
"Čím masivnější je galaxie, tím masivnější je supermasivní černá díra v jejím srdci." Studium těchto galaxií a jejich vývoj nám tedy řekne více o vývoji supermasivních černých děr, “dodal Kohno. „Masivní galaxie jsou také úzce spojeny s distribucí neviditelné temné hmoty. To hraje roli při utváření struktury a distribuce galaxií. Teoretičtí vědci budou nyní muset své teorie aktualizovat. “
Dalším zajímavým nálezem byly způsoby, jak se těchto 39 starověkých galaxií liší od těch našich. Pro začátek měly tyto galaxie vyšší hustotu hvězd než Mléčná dráha dnes; což znamená, že pokud by naše galaxie byla podobná, hvězdáři by viděli něco velmi jiného, když se podívali na noční oblohu.
"Jednak by se noční obloha zdála mnohem majestátnější." Větší hustota hvězd znamená, že by bylo mnohem více hvězd blízko, kdyby se objevily větší a jasnější, “řekl Wang. "Ale naopak, velké množství prachu znamená, že vzdálené hvězdy by byly mnohem méně viditelné, takže pozadí těchto jasných blízkých hvězd může být obrovská tmavá prázdnota."
Protože toto je poprvé, co byla objevena galaktická populace tohoto druhu, astronomové se těší na to, co ještě najdou. Za současného stavu není ani ALMA dostatečně sofistikovaná, aby prozkoumala chemické složení a hvězdné populace těchto galaxií. Observatoře příští generace však budou mít pro astronomy rozhodnutí provést tyto studie.
Patří mezi ně kosmický dalekohled James Webb, který je v současné době naplánován na spuštění v roce 2021. Pravděpodobně budou také pozemní observatoře, jako je extrémně velký dalekohled ESO (ELT), třicetimetrový dalekohled (TMT) a obrovský Magellanův dalekohled (GMT). hrají zásadní roli.
Pro astronomy a kosmology je to vzrušující čas. Stále pomalu odlupují další vrstvu vesmíru, aby zjistili, jaká tajemství se skrývá pod nimi!
