Nový pohled z Hubbleova kosmického dalekohledu ukazuje některé z prvních jasných galaxií, které se objevily ve vesmíru, objevují se přibližně před 13 miliardami let, nebo 900 miliónů let po Velkém třesku. Galaxie, jako jsou tyto, nebyly viditelné 700 miliónů let po Velkém třesku, takže menší galaxie se musely poměrně rychle spojit, aby se zvětšily a rozzářily. Objevy byly provedeny v Hubbleově Ultra Deep Field a Great Deep Survey Fields.
Systematické vyhledávání prvních jasných galaxií, které se vytvořily v časném vesmíru, odhalilo dramatický skok v počtu takových galaxií asi před 13 miliardami let. Tato pozorování nejranějších fází vývoje galaxií poskytují nový důkaz pro hierarchickou teorii formování galaxií - myšlenku, že se velké galaxie vytvářely v průběhu času, když se malé galaxie srážely a sloučily.
Astronomové Rychard Bouwens a Garth Illingworth z Kalifornské univerzity v Santa Cruz použili Hubbleův vesmírný dalekohled k objevení se galaxií během prvních 900 milionů let po Velkém třesku. Své nejnovější nálezy informovali v čísle 14. září časopisu Nature.
Hluboká pozorování ve třech temných plátech oblohy - v Hubbleově ultra hlubokém poli a ve velkých observatořích - původech Deep Survey - shromáždila slabé světlo emitované před 13 miliardami let hvězdami v pravěkých galaxiích. Na tak velké vzdálenosti bylo možné detekovat pouze nejjasnější galaxie.
"Toto jsou nejhlubší infračervená a optická data, která byla kdy pořízena." Díváme se na velmi rané stadium hromadění galaxií, “řekl Illingworth, profesor astronomie a astrofyziky na UCSC.
Přibližně 900 milionů let po Velkém třesku vědci pozorovali stovky jasných galaxií. Ale když vypadali hlouběji, asi před 200 miliony let dříve, našli jen jeden. Po uvolnění jejich vyhledávacích kritérií se objevilo několik dalších kandidátů, ale během těchto 200 miliónů let se jasně objevilo mnoho změn, řekl Illingworth.
"Větší a jasnější galaxie prostě nebyly na místě 700 milionů let po Velkém třesku." Ještě o 200 milionů let později jich bylo mnohem víc, takže během té doby muselo dojít ke splynutí menších galaxií, “řekl.
Astronomové mohou určit, kdy bylo světlo vyzařováno ze vzdáleného zdroje pomocí červeného posunu, což je měřítkem toho, jak expanze vesmíru protáhla vlnové délky světla, když procházelo vesmírem přes velké vzdálenosti. Bouwens, postdoktorandský kolega v UCSC a první autor časopisu Nature, vyvinul software pro systematické prosévání Hubbleových dat při hledání galaxií s vysokým redshiftem.
Data pocházejí ze dvou výkonných přístrojů na Hubbleu, Advanced Camera for Surveys (ACS) a Near Infrared Camera a Multi-Object Spectrograph (NICMOS). Vědci porovnali počty galaxií detekovaných při červeném posunu 7 až 8 (700 milionů let po Velkém třesku) s tím, co by mohli očekávat, že zjistí, zda populace galaxií byla jako populace, kterou pozorovali při červeném posunu 6 (200) milionu let později). Podle přísnosti jejich výběrových kritérií našli jednu galaxii, kde by očekávali 10, nebo čtyři, kde by očekávali 17.
"Náš přístup poskytuje velmi kvantitativní způsob měření nahromadění struktury ve vesmíru, takže můžeme vidět, jak rychle se změnil v průběhu času, když se menší galaxie sloučily do větších," řekl Bouwens.
Galaxie pozorované v tomto průzkumu jsou mnohem menší než naše vlastní Mléčná dráha a další obří galaxie, které jsme dnes viděli v blízkém vesmíru. Tyto rané galaxie byly také plamenem formovány hvězdami a vyzařovaly namodralé světlo, které bylo během své třináctimiliardé cesty do Hubbleových citlivých detektorů přeměněno na červené světlo.
"Je docela úžasné, že jsme schopni se ohlédnout za 13 miliard let času." Díváme se na galaxie, které se již vyvinuly z menších předchůdců, ale je to jen pár stovek milionů let po vytvoření prvních hvězd, “řekl Illingworth.
Pokud je Mléčná dráha galaktickým starším občanem, pak jsou tyto galaxie batolaty nebo předškoláky. V současné době nejsou vědci schopni detekovat ještě menší kojenecké galaxie, které se musely sloučit, aby vytvořily tyto první jasné galaxie.
Semena těchto prvních galaxií však mohou být pozorována v kosmickém mikrovlnném pozadí, měřeno naposledy a přesně pomocí Wilkinsonovy mikrovlnné anizotropní sondy (WMAP), která vykazuje mírné kolísání hustoty v pozoruhodně homogenním vesmíru asi 400 000 let po Velkém Bang.
"Velmi brzy v evoluci vesmíru bylo všechno velmi hladké." Ale postupem času se vesmír stal stále těžkopádnějším, když gravitace vtáhla více hmoty do hustších oblastí, “řekl Bouwens. "Naše pozorování raných galaxií nám umožňuje měřit, jak rychle se vesmír vyvíjel z menších na větší shluky."
Detekce prvních galaxií, které se budou tvořit, bude možné s nástupcem Hubbla, kosmického dalekohledu Jamese Webba, který má být podle plánu spuštěn v roce 2013, uvedl Illingworth. Další informace o hledání prvních galaxií jsou k dispozici na webu na adrese http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Původní zdroj: UCSC News Release
