"Najvzdialenejšia galaxia, ktorá sa už videla!" Nepočuli sme to už predtým? (Pozri tu a tu, napríklad.) Aj keď je pravda, že astronómovia neustále tlačia ďalej v čase pomocou lepších prístrojov, sú tu základné výzvy pri pozorovaní a meraní vzdialeností od najskorších galaxií vo vesmíre.
Preto je toto nové pozorovanie galaxie, ktorá sa vytvorila asi 700 miliónov rokov po Veľkom tresku, významné. Zatiaľ čo sa zistilo množstvo galaxií, ktoré sa vytvorili v tej dobe, astronómovia merali presné vzdialenosti iba pre päť z nich. Táto galaxia je označená ako šiesta a je najdlhšou partiou. Možno ešte dôležitejšie ako meranie vzdialenosti vedci zistili, že táto galaxia porodila nové hviezdy viac ako stokrát, ako je miera dnešnej Mliečnej dráhy. To naznačuje, že skoré galaxie mohli byť agresívnejšie s tvorbou hviezd, ako sa pôvodne predpokladalo.
Nový príspevok uverejnený v roku 2007 príroda (varovanie pred výplatou) popisuje meranie červeného posunu galaxie identifikovaného v prieskume kozmického zhromaždenia v blízkosti infračerveného hlbokého extragalaktického dedičstva (CANDELS), ktorý využíva infračervený spektrograf na dalekohľade Keck na Havaji. Vďaka tejto veľkej vzdialenosti Hubbleov vesmírny teleskop nevidí galaxiu vo svojich optických pásmach, ale je to jasný zdroj infračerveného žiarenia, ako pre Hubbleov, tak pre Spitzerov vesmírny ďalekohľad. Redshift, ak si spomínate, je mierou toho, ako rýchlo sa zdá, že sa galaxia pohybuje od nás, keď sa vesmír rozširuje; čím vyšší je červený posun, tým ďalej je galaxia - a preto už skôr vyžarovalo svetlo, ktoré vidíme. Ako vesmír rastie, úmerne predlžuje vlnovú dĺžku svetla. Týmto spôsobom je viditeľné svetlo alebo dokonca ultrafialové žiarenie bežné v hviezdach presmerované do infračervenej časti spektra.
V tomto prípade astronómovia zmerali červený posun galaxie z8_GND_5296 (pre vás je nezabudnuteľné meno) na 7,51, čo je približne 13 miliárd svetelných rokov. Toto číslo určili meraním emisie Lymana alfa (Ly α) z plynného vodíka, čo je veľmi bežné a ťažké merať pri takýchto veľkých vzdialenostiach. Ly a svetlo z plynného vodíka v našej lokalite je asi 122 nanometrov, pevne v ultrafialovej časti spektra, ale zodpovedajúca emisia z8_GND_5296 je asi 1034 nanometrov, ktoré je infračervené. (Ak chcete získať červený posun, vydelte väčšie číslo menším a odpočítajte 1. Vzťah medzi červeným posunom a vzdialenosťou bohužiaľ nie je taký jednoduchý.)
Nie každá galaxia v porovnateľných vzdialenostiach však má merateľné emisie Ly α: zdá sa, že niečo znemožňuje, aby sa k nám dostalo toľko svetla. Hlavnou myšlienkou je neutrálny medzigalaktický plyn rozptyľujúci svetlo, ale pozoruje sa príliš málo galaxií na potvrdenie tejto hypotézy. Výsledkom je, že zatiaľ čo sú tucty galaxií s červeným posunom väčším ako 7 (určené nie spektrom, ale zdanlivým zafarbením galaxie), nie je možné väčšinu skontrolovať červený posun. Tento článok uvádza 43 skorých galaxií, ale iba jedna z týchto vzoriek mala merateľné emisie Ly a.
Zaujímavejšie je, že galaxia z8_GND_5296 je relatívne bohatá na „kovy“: prvky ťažšie ako hélium. Pretože tieto prvky vytvárajú skôr hviezdy ako Veľký tresk, naznačuje to veľmi rýchly cyklus narodenia a smrti hviezd, aj keď táto galaxia vyžarovala svetlo, ktoré pozorujeme.
Na podporu tohto tvrdenia autori tejto štúdie zistili, že z8_GND_5296 a podobná galaxia označená ako GN 108036 majú extrémne vysoké rýchlosti formovania hviezd, čím prevádzajú ekvivalent hmotnosti hmoty 330 Slnko na nové hviezdy. Je to viac ako 100-násobok rýchlosti tvorby hviezd Mliečnej dráhy a je porovnateľná s niektorými z najextrémnejších galaxií tvoriacich hviezdy. Tieto galaxie sa predtým považovali za zriedkavé, takže astronómovia môžu potrebovať revidovať svoje odhady rýchlosti nových hviezd v skorých galaxiách.
Bez ohľadu na to bude zaujímavé vidieť, aké sú iné skoré galaxie, keď sa naše pozorovania zlepšujú. Bez toho by sme nevedeli, či je z8_GND_5296 raritou vo svojej extrémnej formácii hviezd, alebo nechápeme, prečo je v emisiách Ly α relatívne jasný, zatiaľ čo jeho súrodenci nie. A možno nájdeme časové rozdelenie medzi dobou bez galaxií a prvými formujúcimi sa galaxiami.
