13 vzdialených galaxií nájdených vo vzorke oblohy. Obrazový kredit: ESO. Klikni na zväčšenie.
Jedným z hlavných cieľov observačnej kozmológie je sledovať spôsob, akým sa galaxie formovali a vyvíjali, a porovnávať ju s predpoveďami z teoretických modelov. Preto je nevyhnutné vedieť čo najpresnejšie, koľko galaxií bolo vo vesmíre prítomných v rôznych epochách.
To je ľahšie povedať ako urobiť. Ak je počítanie galaxií z hlbokých astronomických snímok relatívne jednoduché, meranie ich vzdialenosti - teda epochy v histórii vesmíru, v ktorej ju vidíme [1] - je oveľa ťažšie. Vyžaduje to odobratie spektra galaxie a meranie jej červeného posunu [2].
Avšak pre najmenšie galaxie - ktoré sú najpravdepodobnejšie najstaršie, a teda najstaršie - si to vyžaduje veľa pozorovacieho času na najväčšom z ďalekohľadov. Až do teraz museli astronómovia najprv starostlivo vyberať kandidátske galaxie s vysokým červeným posunom, aby sa minimalizovala doba strávená meraním vzdialenosti. Zdá sa však, že astronómovia boli pri tom príliš opatrní, a preto mali nesprávny obraz o populácii galaxií.
Bolo by lepšie „jednoducho“ pozorovať v určitej časti oblohy všetky galaxie jasnejšie ako daný limit. Ale pri pohľade na jeden predmet naraz by takáto štúdia znemožnila.
Na vyriešenie problému použil tím francúzskych a talianskych astronómov [3] najväčší možný ďalekohľad s vysoko špecializovaným, veľmi citlivým prístrojom, ktorý dokáže súčasne pozorovať veľmi veľký počet (slabých) objektov vo vzdialenom vesmíre.
Astronómovia využili VIIM Multi-Object Spectrograph (VIMOS) na Melipale, jednom z 8,2 m ďalekohľadov veľmi veľkého ďalekohľadu ESO. VIMOS môže pozorovať spektrá asi 1 000 galaxií v jednej expozícii, z ktorej je možné merať červené posuny, teda vzdialenosti. Možnosť pozorovať dve galaxie naraz by bola ekvivalentná súčasnému použitiu dvoch teleskopov VLT Unit. VIMOS tak efektívne znásobuje efektívnosť VLT stokrát.
Vďaka tomu je možné za pár hodín dokončiť pozorovania, ktoré by si vyžiadali len pred niekoľkými rokmi. Vďaka schopnostiam až desaťkrát produktívnejším ako konkurenčné nástroje ponúka VIMOS prvýkrát možnosť vykonávať nestranné sčítanie ľudu vo vzdialenom vesmíre.
Použitím vysokej účinnosti nástroja VIMOS sa tím astronómov pustil do prieskumu VIMOS VLT Deep Survey (VVDS), ktorého cieľom je v určitej vybranej oblasti oblohy zmerať červený posun všetkých galaxií jasnejší ako 24 v červenej farbe, tj , galaxie, ktoré sú až o 16 miliónov slabšie ako to, čo vidí oko bez dozoru.
V celkovej vzorke asi 8 000 galaxií vybraných len na základe ich pozorovaného jasu v červenom svetle boli objavené takmer 1 000 jasných a energicky hviezdotvorných galaxií v epoche 1 500 až 4 500 miliónov rokov po Veľkom tresku (červený posun medzi 1,4 a 5) ,
„K nášmu prekvapeniu,“ hovorí Olivier Le F? Vre, z Laboratoire d´Astrophysique de Marseille (Francúzsko) a spoluzakladateľ projektu VVDS, „je to dvakrát až šesťkrát vyššie, ako sa zistilo v predchádzajúcich prácach. Tieto galaxie boli vynechané, pretože v predchádzajúcich prieskumoch boli vybrané objekty omnoho reštriktívnejšie ako my. A urobili tak, aby sa prispôsobili oveľa nižšej účinnosti predchádzajúcej generácie nástrojov. “
Zatiaľ čo pozorovania a modely neustále naznačujú, že vesmír v prvých miliardách rokov kozmického času nevytvoril veľa hviezd, objav vedcov si vyžaduje výraznú zmenu v tomto obrázku.
Kombináciou spektier všetkých galaxií v danom rozsahu červeného posunu (t. J. Patriacich do tej istej epochy) mohli astronómovia odhadnúť množstvo hviezd vytvorených v týchto galaxiách. Zistia, že galaxie v mladom vesmíre sa za rok premenia na hviezdy 10 až 100-krát väčšie ako naše Slnko.
„Tento objav naznačuje, že galaxie vytvorili oveľa viac hviezd na začiatku života vo vesmíre, ako sa predtým myslelo,“ vysvetľuje Gianpaolo Vettolani, ďalší spolur vodca projektu VVDS, pracujúci v INAF-IRA v Bologni (Taliansko). "Tieto pozorovania si budú vyžadovať hlboké prehodnotenie našich teórií formovania a vývoja galaxií v meniacom sa vesmíre."
Astronómom teraz zostáva vysvetliť, ako je možné vytvoriť tak veľkú populáciu galaxií, ktorá produkuje viac hviezd, ako sa pôvodne predpokladalo, v čase, keď bol vesmír okolo 10 - 20% jeho súčasného veku.
Pôvodný zdroj: ESO News Release
