Кредит за изображение: ESO
С помощта на близо инфрачервен инструмент ISAAC на много големия телескоп на ESO и увеличаващия ефект на гравитационната леща екип от френски и швейцарски астрономи [2] откри няколко слаби галактики, за които се смята, че са най-отдалечените известни.
По-нататъшните спектроскопски изследвания на един от тези кандидати са категоричен случай за това, което сега е новият рекордьор - и далеч - най-далечната галактика, известна във Вселената.
Наречена Abell 1835 IR1916, новооткритата галактика има червено изместване 10 [3] и се намира на около 13 230 милиона светлинни години. Следователно това се наблюдава във време, когато Вселената е била едва 470 милиона години, тоест едва 3 процента от сегашната си възраст.
Тази първична галактика изглежда десет хиляди пъти по-малко масивна от нашата Галактика, Млечния път. Възможно е да е сред първокласните обекти, които сложиха край на мрачните векове на Вселената.
Това забележително откритие илюстрира потенциала на големите наземни телескопи в близката инфрачервена област за изследване на много ранната Вселена.
Копае се в миналото
Подобно на палеонтолозите, които копаят все по-дълбоко и по-дълбоко, за да намерят най-старите останки, астрономите се опитват да търсят все по-далеч и по-нататък, за да разгледат съвсем младата Вселена. Крайният стремеж? Намиране на първите звезди и галактики, образували се веднага след Големия взрив.
По-точно, астрономите се опитват да изследват последните „неизвестни територии“, границата между „тъмните векове“ и „космическия ренесанс“.
По-скоро малко след Големия взрив, който сега се смята, че се е състоял преди около 13 700 милиона години, Вселената потъна в тъмнина. Реликтното излъчване от първичната огнена топка беше разтегнато от космическото разширение към по-големи дължини на вълната и все още не са се образували нито звезди, нито квазари, които да осветяват огромното пространство. Вселената беше студено и непрозрачно място. Следователно тази мрачна епоха е доста обосновано наречена „тъмните векове“.
Няколкостотин милиона години по-късно, първото поколение звезди, а по-късно и първите галактики и квазари, произвеждат интензивно ултравиолетово лъчение, постепенно повдигайки мъглата над Вселената.
Това беше краят на Тъмните векове и с термин, отново поет от човешката история, понякога е наричан „Космически Ренесанс“.
Астрономите се опитват да определят кога - и как - точно завършиха Тъмните векове. Това изисква търсене на най-отдалечените обекти, предизвикателство, пред което могат да се справят само най-големите телескопи, комбинирани с много внимателна стратегия за наблюдение.
Използване на гравитационен телескоп
С появата на телескопи от клас 8-10 метра е постигнат забележителен напредък през последното десетилетие. Всъщност оттогава стана възможно да се наблюдават с някои подробности няколко хиляди галактики и квазари до разстояния от близо 12 милиарда светлинни години (т.е. до червено изместване от 3 [3]). С други думи, астрономите вече са в състояние да изучават отделни галактики, тяхното формиране, еволюция и други свойства за обикновено 85% от миналата история на Вселената.
Освен това в миналото наблюденията на галактики и квазари стават оскъдни. Понастоящем само шепа много слаби галактики се наблюдават приблизително от 1200 до 750 милиона години след Големия взрив (червено изместване 5-7). Отвъд това, неясността на тези източници и фактът, че светлината им е изместена от оптичната към близката инфрачервена, засега силно ограничава изследванията.
Важен пробив в този стремеж към най-рано формираната галактика вече е постигнат от екип от френски и швейцарски астрономи [2], използвайки много големия телескоп (VLT) на ESO, оборудван с почти инфрачервения чувствителен инструмент ISAAC. За да постигнат това, те трябваше да комбинират ефекта на усилване на светлината на струпване на галактики - Гравитационен телескоп - със светлинната сила на събиране на VLT и отличните условия на небето, преобладаващи в Паранал.
Търсене на далечни галактики
Ловът на такива слаби, неуловими обекти изисква особен подход.
На първо място, много дълбоки изображения на струпване на галактики, наречени Abell 1835, бяха направени с помощта на близо инфрачервен инструмент ISAAC на VLT. Такива сравнително близки масивни клъстери са в състояние да огъват и усилват светлината на фоновите източници - явление, наречено Гравитационно Lensing и предсказано от теорията на Общата относителност на Айнщайн.
Това естествено усилване позволява на астрономите да надникнат в галактики, които иначе биха били твърде слаби, за да се видят. В случай на новооткритата галактика светлината се усилва приблизително 25 до 100 пъти! В съчетание със силата на VLT по този начин беше възможно да се изобразят и дори да се вземе спектър от тази галактика. Действително, естественото усилване ефективно увеличава блендата на VLT от 8,2 m до 40-80 m.
Дълбоките близки до инфрачервените изображения, направени с различна дължина на вълната, позволиха на астрономите да характеризират свойствата на няколко хиляди галактики в изображението и да изберат шепа от тях като потенциално много далечни галактики. С помощта на получени по-рано изображения, направени в телескопа Канада-Франция-Хаваи (CFHT) на Мауна Кея и изображения от космическия телескоп Хъбъл, след това беше потвърдено, че тези галактики наистина не се виждат в оптиката. По този начин бяха разпознати шест кандидат-високи червени изместващи галактики, чиято светлина може би е излъчена, когато Вселената е била на възраст под 700 милиона години.
За да потвърдят и получат по-точно определяне на разстоянието на една от тези галактики, астрономите получиха дискреционното време на режисьора да използва отново ISAAC на VLT, но този път в неговия спектроскопичен режим. След няколко месеца внимателен анализ на данните, астрономите са убедени, че са открили слаба, но ясна спектрална характеристика в близката инфрачервена област. Астрономите са категорични, че тази особеност със сигурност е линията на емисиите на Лиман-алфа, характерна за тези обекти. Тази линия, която се появява в лабораторията при дължина на вълната 0.1216 µm, тоест в ултравиолетовата система, е разтегната до близката инфрачервена връзка на 1,34 µm, което прави Abell 1835 IR1916 първата галактика, известна с червено изместване, толкова голяма, колкото 10.
Най-далечната галактика, известна до момента
Това е най-силният случай за червено изместване, което надвишава текущия спектроскопски потвърден запис при z = 6.6 и първият случай на двуцифрено червено изместване. Предишният потвърден запис показа възрастта на Вселената до живота на човек (80 години, да речем), показа четиригодишно дете. С настоящите наблюдения имаме снимка на детето, когато то беше на две години и половина.
От изображенията на тази галактика, получени в различните вълни, астрономите правят извода, че тя преживява период на интензивно образуване на звезди. Но количеството на образуваните звезди се изчислява на "само" 10 милиона пъти повече от масата на Слънцето, приблизително десет хиляди пъти по-малко от масата на нашата Галактика, Млечния път.
С други думи, това, което виждат астрономите, е първият градивен елемент на днешните големи галактики. Тази констатация съвпада добре с нашето сегашно разбиране за процеса на формиране на галактики, съответстващ на последователно изграждане на големите галактики, наблюдавани днес чрез многобройни сливания на „строителни блокове“, по-малки и по-млади галактики, образувани в миналото.
Именно тези градивни блокове може би са осигурили първите източници на светлина, които вдигнаха мъглата над Вселената и сложиха край на мрачните векове.
За Roser Pell?, От Observatoire Midi-Pyr? N? Es (Франция) и ко-лидер на екипа, „тези наблюдения показват, че при отлични небесни условия като тези в Обсерваторията на Паранал на ESO и при използване на силно гравитационно лещиране, директни наблюдения отдалечени галактики, близки до тъмните векове, са осъществими с най-добрите наземни телескопи. "
Другият ко-лидер на екипа Даниел Шерер от Женевската обсерватория и университет (Швейцария) е развълнуван: „Това откритие отваря пътя към бъдещи проучвания на първите звезди и галактики в ранната Вселена.“
Повече информация
Информацията, представена в настоящото прессъобщение, се основава на изследователска статия в европейското изследователско списание „Астрономия и астрофизика” (A&A, том 416, страница L35; „Наблюдения ISAAC / VLT за отдадена галактика при z = 10,0” от Roser Pell? , Даниел Шерер, Йохан Ричард, Жан-Франсоа Льо Бърне и Жан-Пол Кнайб). Той е достъпен в интернет на уебсайта на EDP.
Допълнителни обяснения и изображения са достъпни на уеб страницата на авторите на http://obswww.unige.ch/sfr и http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
Оригинален източник: ESO News Release
