"Nejvzdálenější galaxie, jakou jsme kdy viděli!" Ještě jsme to neslyšeli? (Viz například tady a tady.) I když je pravda, že astronomové stále tlačí dál v čase pomocí lepších nástrojů, existují zásadní výzvy jak při pozorování, tak při měření vzdáleností k nejstarším galaxiím ve vesmíru.
Proto je toto nové pozorování galaxie, která se vytvořila asi 700 milionů let po Velkém třesku, významné. Zatímco bylo identifikováno množství galaxií, které se vytvořilo v té době, astronomové změřili přesné vzdálenosti pouze pro pět z nich. Tato galaxie označuje šestou a je nejvzdálenější ze svazku. Možná ještě důležitější než měření vzdálenosti vědci zjistili, že tato galaxie porodila nové hvězdy více než 100krát rychleji, jakou dnes Mléčná dráha činí. To ukazuje, že časné galaxie mohly být agresivnější s tvorbou hvězd, než se dříve myslelo.
Nový příspěvek publikovaný v roce 2007 Příroda (varování před výplatou) popisuje měření červeného posunu galaxie identifikovaného v průzkumu kosmického shromáždění poblíž infračerveného hlubokého extragalaktického dědictví (CANDELS), který používá infračervený spektrograf na dalekohledu Keck na Havaji. Díky této velké vzdálenosti nevidí Hubbleův kosmický dalekohled galaxii ve svých optických pásmech, ale je to jasný infračervený zdroj, jak pro Hubble, tak pro Spitzerův kosmický dalekohled. Redshift, pokud si vzpomínáte, je měřítkem toho, jak rychle se zdá, že se galaxie pohybuje od nás, jak se vesmír rozšiřuje; čím vyšší je červený posun, tím dále je galaxie - a proto již dávno vyzařovalo světlo, které vidíme. Jak vesmír roste, napíná úměrně vlnovou délku světla. Tímto způsobem je viditelné světlo nebo dokonce ultrafialové záření běžné ve hvězdách redshiftováno do infračervené části spektra.
V tomto případě astronomové změřili červený posun galaxie z8_GND_5296 (je pro vás nezapomenutelné jméno) na 7,51, což znamená přibližně 13 miliard světelných let daleko. Toto číslo určili měřením emise Lyman alfa (Ly α) z plynného vodíku, což je velmi běžné a obtížné měřit na tak velké vzdálenosti. Ly a světlo z plynného vodíku v našem místě je asi 122 nanometrů, pevně v ultrafialové části spektra, ale odpovídající emise z8_GND_5296 je asi 1034 nanometrů, což je infračervené záření. (Chcete-li získat redshift, vydělte větší číslo menším a odečtěte 1. Bohužel, vztah mezi redshiftem a vzdáleností není nikde tak jednoduchý.)
Avšak ne každá galaxie ve srovnatelných vzdálenostech má měřitelné emise Ly α: zdá se, že něco znemožňuje, aby se k nám dostalo hodně světla. Hlavní myšlenkou je neutrální intergalaktický plyn rozptylující světlo, ale pozoruje se příliš málo galaxií, které tuto hypotézu potvrzují. Výsledkem je, že zatímco jsou tucty galaxií s červeným posunem větším než 7 (určeno nikoli spektrem, ale zdánlivou barvou galaxie), nelze většinu červených kontrol zkontrolovat dvakrát. Tento článek popisuje 43 časných galaxií, ale pouze jeden z těchto vzorků měl měřitelné emise Ly α.
Ještě zajímavější je, že galaxie z8_GND_5296 je relativně bohatá na „kovy“: prvky těžší než helium. Protože tyto prvky produkují spíše hvězdy než Velký třesk, naznačuje to velmi rychlý cyklus zrození a smrti hvězd, i když tato galaxie vyzařovala světlo, které pozorujeme.
Na podporu tohoto tvrzení autoři této studie zjistili, že z8_GND_5296 a podobná galaxie označená jako GN 108036 mají extrémně vysoké rychlosti formování hvězd, čímž převádějí ekvivalent hmotnosti hmoty Sluníčka na nové hvězdy. To je více než stokrát rychlost vytváření hvězd Mléčné dráhy a je srovnatelná s některými z nejextrémnějších hvězdotvorných galaxií. Tyto galaxie byly dříve považovány za vzácné, takže astronomové možná budou muset revidovat své odhady toho, jak rychle byly nové hvězdy vytvořeny v časných galaxiích.
Bez ohledu na to bude zajímavé sledovat, jaké jsou jiné rané galaxie, jak se naše pozorování zlepšuje. Bez toho bychom nevěděli, jestli z8_GND_5296 je raritou ve své extrémní formaci hvězd, nebo nechápeme, proč je v emisích Ly α relativně jasná, zatímco její sourozenci nejsou. A možná najdeme časové rozdělení mezi dobou bez galaxií a prvními galaxiemi, které se vytvoří.
