Nový pohľad z Hubbleovho vesmírneho teleskopu ukazuje niektoré z prvých jasných galaxií, ktoré sa objavili vo vesmíre a objavujú sa približne pred 13 miliardami rokov alebo 900 miliónmi rokov po Veľkom tresku. Takéto galaxie neboli viditeľné 700 miliónov rokov po Veľkom tresku, takže menšie galaxie sa museli pomerne rýchlo spojiť, aby sa stali veľkými a jasnejšími. Objavy sa uskutočnili v Hubbleovom ultra hlbokom poli a vo veľkých prieskumných poliach Veľkého observatória.
Systematické hľadanie prvých jasných galaxií, ktoré sa vytvorili v ranom vesmíre, odhalilo dramatický skok v počte takýchto galaxií asi pred 13 miliardami rokov. Tieto pozorovania najskorších štádií vývoja galaxií poskytujú nový dôkaz hierarchickej teórie formovania galaxií - myšlienku, že veľké galaxie sa časom vytvorili, keď sa malé galaxie zrážali a spájali.
Astronómovia Rychard Bouwens a Garth Illingworth na kalifornskej univerzite v Santa Cruz použili Hubbleov vesmírny teleskop na objavenie sa galaxií počas prvých 900 miliónov rokov po Veľkom tresku. Svoje najnovšie zistenia oznámili v čísle 14. septembra časopisu Nature.
Hlboké pozorovania v troch tmavých škvrnách oblohy - v Hubbleovom ultra hlbokom poli a vo veľkých observatóriách, kde vznikli hlboké prieskumné polia - zhromaždili slabé svetlo emitované pred 13 miliardami rokov hviezdami v pravekých galaxiách. Na takých veľkých vzdialenostiach sa dali zistiť iba najjasnejšie galaxie.
„Toto sú najhlbšie infračervené a optické dáta, aké boli kedy urobené. Pozeráme sa na veľmi skoré štádium vytvárania galaxií, “povedal Illingworth, profesor astronómie a astrofyziky na UCSC.
Vedci pozorovali stovky svetlých galaxií asi 900 miliónov rokov po Veľkom tresku. Ale keď vyzerali hlbšie, asi pred 200 miliónmi rokov skôr, našli iba jeden. Uvoľnenie ich vyhľadávacích kritérií sa ukázalo, že sa objavilo niekoľko ďalších kandidátov, ale počas týchto 200 miliónov rokov sa zjavne udialo veľa zmien, uviedol Illingworth.
„Väčšie a žiarivejšie galaxie jednoducho neboli na mieste 700 miliónov rokov po Veľkom tresku. O 200 miliónov rokov neskôr ich však bolo oveľa viac, takže v tom čase muselo byť veľa fúzií menších galaxií, “uviedol.
Astronómovia dokážu určiť, kedy bolo svetlo vyžarované zo vzdialeného zdroja pomocou červeného posunu, čo je miera, ako expanzia vesmíru napínala vlnové dĺžky svetla, keď cestovala priestorom cez veľké vzdialenosti. Bouwens, postdoktorandský kolega v UCSC a prvý autor časopisu Nature, vyvinul softvér na systematické preosievanie sa Hubbleovými údajmi pri hľadaní galaxií s vysokým červeným posunom.
Dáta pochádzajú z dvoch výkonných prístrojov na Hubble, Advanced Camera for Surveys (ACS) a Near Infrared Camera a Multi-Object Spectrograph (NICMOS). Vedci porovnali počet galaxií zistených pri redshift 7 až 8 (700 miliónov rokov po Veľkom tresku) s tým, čo by mohli očakávať, že zistia, či populácia galaxií bola taká ako populácia, ktorú pozorovali pri redshift 6 (200) miliónov rokov neskôr). V závislosti od prísnosti ich výberových kritérií našli jednu galaxiu, kde by očakávali 10, alebo štyri, kde by očakávali 17.
"Náš prístup poskytuje veľmi kvantitatívny spôsob merania nahromadenia štruktúry vo vesmíre, takže vidíme, ako rýchlo sa zmenilo v priebehu času, keď sa menšie galaxie zlúčili do väčších," uviedol Bouwens.
Galaxie pozorované v tomto prieskume sú oveľa menšie ako naša naša Mliečna dráha a ďalšie obrovské galaxie, ktoré sa dnes pozorujú v blízkom vesmíre. Tieto skoré galaxie boli tiež horené formáciou hviezd, ktoré vyžarovali namodralé svetlo, ktoré sa počas svojej 13 miliárdročnej cesty k citlivým detektorom Hubble posunulo na červené svetlo.
„Je celkom úžasné, že sme schopní sa obzrieť späť za 13 miliárd rokov. Pozeráme sa na galaxie, ktoré sa už vyvinuli z menších prekurzorov, ale je to len niekoľko sto miliónov rokov po vytvorení prvých hviezd, “povedal Illingworth.
Ak je Mliečna dráha galaktickým starším občanom, potom sú tieto galaxie batoľatá alebo predškoláci. Vedci zatiaľ nedokážu zistiť ešte menšie detské galaxie, ktoré sa museli zlúčiť, aby vytvorili tieto prvé jasné galaxie.
Semená týchto prvých galaxií sa však dajú pozorovať v kozmickom mikrovlnnom žiarení na pozadí, ktoré sa meralo naposledy a presne pomocou sondy Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), ktorá vykazuje mierne kolísanie hustoty v pozoruhodne homogénnom vesmíre asi 400 000 rokov po veľkých. bang.
„Veľmi skoro v evolúcii vesmíru bolo všetko veľmi plynulé. Ale časom sa vesmír stal čoraz ťažkopádnejším, pretože gravitácia vtiahla do hustejších oblastí viac hmoty, “povedal Bouwens. "Naše pozorovania skorých galaxií nám umožňujú zmerať, ako rýchlo sa vesmír vyvíjal z menších na väčšie zhluky."
Detekcia prvých galaxií, ktoré sa vytvoria, bude možná s nástupcom Hubbleovho vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, ktorý sa má v súčasnosti naplánovať na spustenie v roku 2013, uviedol Illingworth. Ďalšie informácie o hľadaní prvých galaxií sú k dispozícii na webe na adrese http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Pôvodný zdroj: UCSC News Release
