Ve vzorku oblohy bylo nalezeno 13 vzdálených galaxií. Obrazový kredit: ESO. Klikni pro zvětšení.
Je jedním z hlavních cílů observační kosmologie sledovat způsob, jakým se galaxie formovaly a vyvíjely, a porovnat ji s předpovědi z teoretických modelů. Je proto nezbytné vědět co nejpřesněji, kolik galaxií bylo ve vesmíru přítomno v různých epochách.
To je snadnější říci než dělat. Pokud je počítání galaxií z hlubokých astronomických obrazů relativně jednoduché, měření jejich vzdálenosti - tedy epocha v historii vesmíru, kde ji vidíme [1] - je mnohem obtížnější. To vyžaduje odebrat spektrum galaxie a změřit jeho červený posun [2].
Avšak pro nejslabší galaxie - které jsou s největší pravděpodobností nejvzdálenější a tedy nejstarší - to vyžaduje hodně pozorovacího času na největších dalekohledech. Až doposud museli astronomové nejprve pečlivě vybrat kandidátní galaxie s vysokým červeným posunem, aby minimalizovali čas strávený měřením vzdálenosti. Zdá se však, že astronomové byli při tom příliš opatrní, a proto měli špatný obrázek o populaci galaxií.
Bylo by lepší „jednoduše“ pozorovat v dané oblasti oblohy všechny galaxie jasnější než daný limit. Ale pohled na jeden předmět najednou by takovou studii znemožnil.
Aby zvládl tuto výzvu, tým francouzských a italských astronomů [3] použil největší možný dalekohled s vysoce specializovaným, velmi citlivým nástrojem, který je schopen současně pozorovat velmi velké množství (slabých) objektů ve vzdáleném vesmíru.
Astronomové využili VIIMU Multi-Object Spectrograph (VIMOS) na Melipalu, jednomu z 8,2 m dalekohledu ESO Very Large Telescope Array. VIMOS může pozorovat spektra asi 1 000 galaxií v jedné expozici, z níž lze měřit červené posuny, tedy vzdálenosti. Možnost pozorovat dvě galaxie najednou by byla ekvivalentní současnému použití dvou VLT Unit Telescopes. VIMOS tak efektivně znásobuje účinnost VLT stokrát.
To umožňuje dokončit během několika hodin pozorování, která by trvala měsíce před několika lety. Díky schopnostem až desetkrát produktivnějším než konkurenční nástroje nabízí VIMOS poprvé možnost nezaujatého sčítání vzdáleného vesmíru.
S využitím vysoké účinnosti nástroje VIMOS se tým astronomů pustil do hlubinného průzkumu VIMOS VLT (VVDS), jehož cílem je měřit na vybraném úseku oblohy červený posun všech galaxií jasnější než 24 v červené, to je , galaxie, které jsou až o 16 milionů slabší než to, co vidí oko bez dozoru.
V celkovém vzorku asi 8 000 galaxií vybraných pouze na základě jejich pozorovaného jasu v červeném světle byly objeveny téměř 1 000 jasných a energicky hvězdotvorných galaxií v epochě 1 500 až 4 500 milionů let po Velkém třesku (červený posun mezi 1,4 a 5) .
„K našemu překvapení,“ říká Olivier Le F? Vre, z Laboratoire d´Astrophysique de Marseille (Francie) a spoluzakladatel projektu VVDS, „je to dvakrát až šestkrát vyšší, než tomu bylo v předchozích pracích. Tyto galaxie byly vynechány, protože předchozí průzkumy vybíraly objekty mnohem restriktivnějším způsobem než my. A učinili tak, aby vyhověli mnohem nižší účinnosti předchozí generace nástrojů. “
Zatímco pozorování a modely neustále naznačují, že vesmír během prvních miliard let kosmického času nevytvořil mnoho hvězd, objev vědců vyžaduje významnou změnu v tomto obrázku.
Kombinováním spektra všech galaxií v daném rozsahu červeného posunu (tj. Patřící do stejné epochy) mohli astronomové odhadnout množství hvězdy vytvořené v těchto galaxiích. Zjistí, že se galaxie v mladém vesmíru promění v hvězdy mezi 10 a 100krát hmotností Slunce za rok.
„Tento objev naznačuje, že galaxie vytvořily mnohem více hvězd na počátku života ve vesmíru, než se dříve myslelo,“ vysvětluje Gianpaolo Vettolani, další spoluzakladatel projektu VVDS, který pracuje v INAF-IRA v Boloni (Itálie). "Tato pozorování budou vyžadovat hluboké přehodnocení našich teorií formování a vývoje galaxií v měnícím se vesmíru."
Nyní zůstává na astronomech, aby vysvětlili, jak je možné vytvořit tak velkou populaci galaxií, která produkuje více hvězd, než se původně předpokládalo, v době, kdy byl vesmír asi 10–20% současného věku.
Původní zdroj: ESO News Release
