От десетилетия астрономите се опитват да видят доколкото могат в дълбоката Вселена. Наблюдавайки Космоса, както беше малко след Големия взрив, астрофизиците и космолозите се надяват да научат всичко възможно за ранното формиране на Вселената и нейната последваща еволюция. Благодарение на инструменти като Космически телескоп Хъбъл, астрономите са успели да видят части от Вселената, които преди са били недостъпни.
Но дори и честният Хъбъл е неспособен да види всичко, което се случваше по време на ранната Вселена. Въпреки това, използвайки комбинираната сила на някои от най-новите астрономически обсерватории от цял свят, екип от международни астрономи, ръководени от Института по астрономия на Токийския университет, наблюдават 39 преди това неоткрити древни галактики, находка, която може да има големи последици за астрономията и космологията.
Екипът, който стои зад откритието, включваше членове от Института по астрономия на Токийския университет, Френския национален център за научни изследвания (CNRS), Нормалния университет в Анхуей в Китай, Университета Людвиг-Максимилиан в Мюнхен, Националните астрономически обсерватории на Китай и Институт по астрономия и астрофизика на Академия Синица (ASIAA) в Тайван. Техните изследвания се появяват в броя на 7 август на Nature.
Откриване на „Невидимото“
Казано по-просто, най-ранните възможни галактики във Вселената са останали невидими досега, тъй като светлината им е много слаба и се появява при големи дължини на вълната, които не могат да бъдат открити от Хъбъл. Екипът
Резултатът от откритието беше не само безпрецедентен, но откриването на тази много галактики от този тип не отговаря на съвременните космологични модели. Както обяснява Тао Уанг, изследовател от AISAA и съавтор на изследването:
„Това е първият път, когато толкова голяма популация от масивни галактики е потвърдена през първите 2 милиарда години от живота на Вселената на 13,7 милиарда години. Това бяха по-рано невидими за нас. Тази констатация противоречи на съвременните модели за този период на космическа еволюция и ще помогне да се добавят някои подробности, които липсват досега. “
Тези галактики, въпреки че бяха най-големите съществуващи по това време, все още бяха много трудни за откриване. Голяма част от причините са свързани със степента, в която светлината им е разтегната от разширяването на Вселената. В ежедневната астрономия,
Това позволява на астрономите да разберат не само колко е отдалечен даден обект, но и как е изглеждал този обект в миналото. Но когато гледаме към най-ранната епоха на Вселената (преди повече от 13 милиарда години), огромното разстояние разтяга дължината на вълната на видимата светлина до точката, в която вече не е в областта на видимата светлина и става инфрачервена.
Друга причина, поради която тези галактики е трудно да се забележи, е, че по-големите галактики са склонни да бъдат завити в прах, особено когато са все още в ранните части на своето формиране. Това обикновено ги затъмнява повече от по-малките им галактически колеги. Поради тези причини имаше някакво подозрение, че тези галактики не са толкова стари, колкото екипът предложи. Както Уанг посочи:
„Беше трудно да убедим връстниците си, че тези галактики са толкова стари, колкото сме подозирали. Първоначалните ни подозрения за тяхното съществуване идваха от инфрачервените данни на космическия телескоп „Спицер“. Но ALMA има остри очи и разкри подробности при субмилиметрова дължина на вълната, най-добрата дължина на вълната за надничане през прах, присъстващ в ранната Вселена. Въпреки това, бяха необходими допълнителни данни от въображаемо наречения Много голям телескоп в Чили, за да докажат наистина, че виждаме древни масивни галактики, където никой не е виждал досега. "
Какво означава това за астрономията?
Тъй като откриването на тези галактики опровергава нашите съвременни космологични модели, откритията на екипа естествено имат някои значителни последици за астрономите. Както обясни Котаро Кохно, професор от Института по астрономия и съавтор на изследването:
„Колкото по-масивна е галактика, толкова по-масивна е супермасивната черна дупка в сърцето ѝ. Така че изследването на тези галактики и тяхната еволюция също ще ни разкаже повече за еволюцията на свръхмасивни черни дупки “, добави Кохно. „Масивните галактики също са тясно свързани с разпределението на невидимата тъмна материя. Това играе роля при формирането на структурата и разпределението на галактиките. Теоретичните изследователи ще трябва да актуализират своите теории сега. "
Друга интересна находка бяха начините, по които тези 39 древни галактики се различават от нашите. За начало тези галактики имаха по-голяма плътност на звездите от Млечния път днес; което означава, че ако нашата галактика беше подобна, звездни звезди щяха да видят нещо много различно, когато погледнаха към нощното небе.
„Като нещо, нощното небе ще изглежда далеч по-величествено. По-голямата плътност на звездите означава, че ще има много повече звезди в близост, като изглеждат по-големи и по-ярки ”, каза Уанг. "Но обратното, голямото количество прах означава, че по-далечните звезди ще бъдат далеч по-малко видими, така че фона на тези ярки близки звезди може да бъде огромна тъмна празнота."
Тъй като това е първият път, когато е открита галактическа популация от този вид, астрономите очакват с нетърпение какво още могат да намерят. Досега дори ALMA не е достатъчно сложна, за да изследва химичните състави и звездни популации на тези галактики. Обаче обсерваториите от следващо поколение ще имат резолюцията за астрономите да проведат тези проучвания.
Те включват космическия телескоп Джеймс Уеб, който в момента е планиран за пускане през 2021 г. Наземните обсерватории като Изключително голям телескоп на ЕСО, ЕЛТ, Тридесетметровият телескоп (ТМТ) и Телескопът Гигантски Магелан (GMT) също вероятно ще играят жизненоважна роля.
Това е вълнуващо време за астрономите и космолозите. Вече толкова бавно те отлепват още един слой от Вселената, за да видят какви тайни дебнат отдолу!
