Obrazový kredit: ESO
Při použití blízkého infračerveného přístroje ISAAC na velmi velkém dalekohledu ESO a při zvětšení gravitační čočky našel tým francouzských a švýcarských astronomů [2] několik slabých galaxií, o nichž se věří, že jsou nejznámějšími známými.
Další spektroskopické studie jednoho z těchto kandidátů poskytly silný argument pro to, co je nyní novým držitelem rekordu - a zdaleka - nejvzdálenější galaxií známou ve vesmíru.
Nově objevená galaxie, pojmenovaná Abell 1835 IR1916, má červený posun 10 [3] a nachází se asi 13 230 milionů světelných let daleko. Je tedy vidět v době, kdy byl vesmír pouhých 470 milionů let, tj. Sotva 3 procenta současného věku.
Zdá se, že tato pravěká galaxie je deset tisíckrát méně masivní než naše Galaxie, Mléčná dráha. Mohlo by to být mezi první třídou předmětů, které ukončují temné věky vesmíru.
Tento pozoruhodný objev ukazuje potenciál velkých pozemních dalekohledů v blízké infračervené oblasti pro zkoumání velmi raného vesmíru.
Kopání do minulosti
Podobně jako paleontologové, kteří hlouběji a hlouběji hledají nejstarší pozůstatky, se astronomové snaží dívat se dál a dále, aby prozkoumali velmi mladý vesmír. Konečný úkol? Nalezení prvních hvězd a galaxií, které se vytvořily hned po Velkém třesku.
Přesněji, astronomové se snaží prozkoumat poslední „neznámá území“, hranici mezi „temným věkem“ a „kosmickou renesancí“.
Spíše krátce po Velkém třesku, o kterém se nyní předpokládá, že se odehrálo před asi 13 700 miliony let, se vesmír ponořil do tmy. Relikulární záření z prvotní ohnivé koule bylo roztaženo kosmickou expanzí směrem k delším vlnovým délkám a dosud nebyly vytvořeny ani hvězdy ani kvasary, které by mohly osvětlit obrovský prostor. Vesmír byl chladným a neprůhledným místem. Tato pochmurná éra je proto docela rozumně nazývána „temným věkem“.
O několik stovek milionů let později, první generace hvězd a později i první galaxie a kvazary, produkovaly intenzivní ultrafialové záření a postupně zvedaly mlhu nad vesmírem.
To byl konec temného věku a s termínem znovu převzatým z lidské historie se někdy označuje jako „kosmická renesance“.
Astronomové se snaží stanovit, kdy - a jak - přesně temný věk skončil. To vyžaduje hledání nejvzdálenějších objektů, což je výzva, kterou zvládnou pouze největší dalekohledy v kombinaci s velmi pečlivou pozorovací strategií.
Použití gravitačního dalekohledu
S příchodem dalekohledů třídy 8-10 metrů byl v poslední dekádě dosažen velkolepý pokrok. Od té doby bylo možné s určitými detaily pozorovat několik tisíc galaxií a kvasarů až na vzdálenost téměř 12 miliard světelných let (tj. Do červeného posunu 3 [3]). Jinými slovy, astronomové jsou nyní schopni studovat jednotlivé galaxie, jejich vznik, vývoj a další vlastnosti, obvykle přes 85% minulé historie vesmíru.
V minulosti se však pozorování galaxií a kvasarů stává vzácným. V současné době je vidět jen hrst velmi slabých galaxií přibližně 1 200 až 750 milionů let po Velkém třesku (červený posun 5-7). Kromě toho, slabost těchto zdrojů a skutečnost, že se jejich světlo přemístilo z optického na blízké infračervené záření, dosud studie značně omezily.
Důležitý průlom v této snaze o nejdříve vytvořenou galaxii nyní dosáhl tým francouzských a švýcarských astronomů [2] využívajících velmi velký dalekohled ESO (VLT) vybavený blízkým infračerveným citlivým přístrojem ISAAC. Aby toho dosáhli, museli kombinovat účinek zesílení světla shluku galaxií - gravitačního dalekohledu - se sbírací schopností VLT a vynikajícími podmínkami oblohy převládajícími v Paranalu.
Hledání vzdálených galaxií
Hledání takových slabých, nepolapitelných předmětů vyžaduje zvláštní přístup.
Za prvé, velmi hluboké snímky shluku galaxií jménem Abell 1835 byly pořízeny pomocí přístroje ISAAC blízko infračerveného záření na VLT. Takové relativně blízké masivní klastry jsou schopny ohnout a zesílit světlo zdrojů pozadí - jev zvaný gravitační čočka a předpovídaný Einsteinovou teorií obecné relativity.
Toto přirozené zesílení umožňuje astronomům nahlédnout do galaxií, které by jinak byly příliš slabé na to, aby byly vidět. V případě nově objevené galaxie je světlo zesíleno přibližně 25 až 100krát! V kombinaci s výkonem VLT bylo tedy možné zobrazit a dokonce i zachytit spektrum této galaxie. Přirozené zesílení skutečně zvyšuje clonu VLT z 8,2-m na 40-80 m.
Hluboké snímky blízkého IR pořízené při různých vlnových délkách umožnily astronomům charakterizovat vlastnosti několika tisíc galaxií v obraze a vybrat hrstku z nich jako potenciálně velmi vzdálené galaxie. Použitím dříve získaných snímků pořízených na kanadsko-francouzsko-havajském dalekohledu (CFHT) na Mauna Kea a snímků z Hubbleova kosmického dalekohledu bylo poté ověřeno, že tyto galaxie nejsou skutečně vidět v optice. Tímto způsobem bylo rozpoznáno šest kandidátních galaxií s vysokým červeným posunem, jejichž světlo mohlo být emitováno, když byl vesmír mladší než 700 milionů let.
K potvrzení a získání přesnějšího určení vzdálenosti jedné z těchto galaxií získali astronomové Discretionary Time, aby mohli znovu použít ISAAC na VLT, ale tentokrát ve svém spektroskopickém režimu. Po několika měsících pečlivé analýzy dat jsou astronomové přesvědčeni, že v blízké infračervené oblasti zjistili slabý, ale jasný spektrální rys. Astronomové se silně domnívají, že tato vlastnost je určitě Lyman-alfa emisní linie typická pro tyto objekty. Tato linie, která se vyskytuje v laboratoři při vlnové délce 0,1216 um, tj. V ultrafialovém záření, byla natažena na blízké infračervené záření v 1,34 um, čímž se Abell 1835 IR1916 stala první galaxií, o které je známo, že má červený posun stejně velký jako 10.
Nejvzdálenější galaxie dosud známá
Toto je nejsilnější případ červeného posunu nad rámec současného spektroskopicky potvrzeného záznamu při z = 6,6 a prvního případu dvojciferného červeného posunu. Když jsme změnili věk vesmíru na celý život člověka (řekněme 80 let), předchozí potvrzený záznam ukázal čtyřleté batole. Při současných pozorováních máme obrázek dítěte, když mu bylo dva a půl roku.
Z obrázků této galaxie získaných v různých vlnových pásmech astronomové usuzují, že prochází obdobím intenzivní tvorby hvězd. Odhaduje se však, že počet vytvořených hvězd je „pouze“ 10 milionůkrát větší než hmotnost Slunce, přibližně deset tisíckrát menší než je hmotnost naší Galaxie, Mléčné dráhy.
Jinými slovy, to, co vidí astronomové, je první stavební blok dnešních velkých galaxií. Toto zjištění dobře souhlasí s naším současným chápáním procesu formování galaxií, které odpovídá postupnému hromadění velkých galaxií, které jsme dnes viděli prostřednictvím četných fúzí „stavebních bloků“, menších a mladších galaxií vytvořených v minulosti.
Právě tyto stavební bloky mohly poskytnout první světelné zdroje, které zvedly mlhu nad vesmírem a ukončily temný věk.
Pro Roser Pell ?, z Observatoire Midi-Pyrénées (Francie) a spoluzakladatel týmu, „tato pozorování ukazují, že za výborných nebeských podmínek, jako jsou podmínky na observatoře ESO Paranal, a pomocí silných gravitačních čoček, přímých pozorování vzdálených galaxií blízko temného věku je možné s nejlepšími pozemními dalekohledy. “
Další spoluzakladatel týmu, Daniel Schaerer z Ženevské observatoře a univerzity (Švýcarsko), je nadšený: „Tento objev otevírá cestu budoucím zkoumáním prvních hvězd a galaxií na počátku vesmíru.“
Více informací
Informace uvedené v této tiskové zprávě vycházejí z výzkumného článku v evropském výzkumném časopise „Astronomy & Astrophysics“ (A&A, svazek 416, strana L35; „pozorování ISAAC / VLT galaxie s čočkami při z = 10,0“ od Rosera Pella? , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Français Le Borgne a Jean-Paul Kneib). Je k dispozici na webu na webové stránce EDP.
Další vysvětlení a obrázky jsou k dispozici na webové stránce autorů na adrese http://obswww.unige.ch/sfr a http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/.
Původní zdroj: ESO News Release
