Attēla kredīts: Subaru teleskops
Subaru teleskops, kas atrodas Japānā, ir atklājis vistālāk esošo galaktiku, kas jebkad reģistrēta 12,8 miljardu gaismas gadu attālumā. Subaru Deep Field projekta komanda atklāja 70 kandidātu attālus objektus, izmantojot īpašu filtru, kas ļauj iziet cauri tikai ļoti specifiska viļņa garumam - tādu, kas atbilst objektiem, kuri atrodas aptuveni 13 miljardu gaismas gadu attālumā.
Subaru teleskops ir atradis 12,8 miljardu gaismas gadu attālumā esošu galaktiku (sarkanais nobīde ir 6,58; sk. 1. piezīmi), kas ir vistālākā galaktika, kāda jebkad novērota. Šis atklājums ir pirmais rezultāts no Subaru Deep Field Project, Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas Subaru teleskopa izpētes projekta, kurš darbojas ar Subaru teleskopu. Subaru dziļā lauka (SDF) projekta komanda atrada aptuveni 70 tālu galaktiku kandidātus, izmantojot kameru ar plašu redzes lauku, pievienojot īpašu filtru, kas paredzēts galaktiku noteikšanai aptuveni 13 miljardu gaismas gadu attālumā. Turpmākie novērojumi ar spektrogrāfu apstiprināja, ka divi no deviņiem kandidātiem faktiski ir tālu galaktikas. Viena no tām ir vistālākā novērotā galaktika. Šis atklājums rada cerības, ka projekts spēs atrast lielu skaitu tālu galaktiku, kas palīdzēs statistiski nozīmīgā veidā atšķetināt Visuma agrīno vēsturi.
SDF projekts ir Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas novērošanas projekts, kas paredzēts, lai parādītu Subaru teleskopa spējas un atrisinātu būtiskus astronomiskos jautājumus, kurus ir grūti risināt, izmantojot Subaru parasto laika sadalīšanas sistēmu. Lielākā daļa Subaru teleskopa pētījumu programmu tiek atlasītas, izmantojot konkurences laika sadalīšanas procesu ar nosaukumu Open Use, kas ir atvērts visiem astronomiem, bet maksimāli ļauj tikai trīs novērošanas naktis ik pēc sešiem mēnešiem. Apvienojot kopā novērošanas naktis, kas rezervētas observatorijai un astronomiem, kuri piedalījās Subaru teleskopa izveidē, observatorijas projekts var risināt jautājumus, kuriem nepieciešami lielāki teleskopa resursi nekā tipiskajam pētniecības priekšlikumam. SDF projekta galvenais mērķis ir atklāt lielu attālāko galaktiku skaitu un izprast to īpašības un ietekmi uz Visuma attīstību. Gaismas ātrums ir būtisks ierobežojums informācijas ātrumam (sk. 2. piezīmi). Kad mēs atklājam gaismu no galaktikas, kas atrodas 13 miljardu gaismas gadu attālumā, tas nozīmē, ka mēs redzam galaktiku tādu, kāda tā bija pirms 13 miljardiem gadu. Aizvien attālāku galaktiku meklēšana nozīmē galaktiku apskatīšanu agrākajos un agrākajos Visuma laikos.
SDF novērojumos tika izmantots fakts, ka gaismai no tālām galaktikām ir raksturīgs viļņa garums un forma. Astronomi domā, ka agrākās galaktikas ātri veidoja zvaigznes no ūdeņraža, kas ir Visumā dominējošā matērijas forma. Gaisma no šīm zvaigznēm būtu ierosinājusi jebkuru ūdeņradi, kas paliek ap tām, augstākas enerģijas stāvokļiem un pat jonizētu to. Kad ierosinātais ūdeņradis atgriežas zemāka enerģijas stāvoklī, tas izstaro gaismu vairākos atšķirīgos viļņu garumos. Tomēr lielākā daļa šīs gaismas izkļūst no jaunās galaktikas kā emisijas līnija 122 nanometru augstumā, jo “zilāka” gaisma ar īsāku viļņu garumu un lielāku enerģiju var atkārtoti ierosināt citus ūdeņraža atomus. Tā kā Visums paplašinās, jo tālāk galaktika atrodas no mums, jo ātrāk tā attālinās no mums. Šīs kustības dēļ gaisma no attālām galaktikām tiek doplera novirzīta uz garāku vai sarkanāku viļņu garumu, un šī emisijas līnija tiek “redshifted” uz garāku viļņu garumu, kas raksturīgs galaktikas attālumam, un pati galaktika šķiet sarkanāka. Tā kā gaisma novirza lielu attālumu no tās rašanās vietas uz Zemi, gaismu starojuma līnijas augstākās enerģijas pusē vai zilo pusi starpgalaktiskajā telpā var absorbēt neitrāls ūdeņradis. Šī absorbcija piešķir emisijas līnijai raksturīgu asimetrisku izskatu. Kopumā sarkans izskats un spēcīga emisijas līnija noteiktā viļņa garumā ar īpašu asimetrisku formu ir tāla, jaundzimušas galaktikas paraksts.
Lai atklātu visattālākās galaktikas, kādas jebkad novērotas, SDF komanda izstrādāja īpašu filtru, kas iziet gaismu tikai ar šauru viļņu garumu diapazonu no 908 līdz 938 nanometriem. Šie viļņu garumi atbilst 122 nanometru izmešu līnijai pēc 13 miljardu gaismas gadu attāluma. Komanda Subaru teleskopa Suprime-Cam, Subaru Prime Focus Camera uzstādīja īpašo filtru un divus citus filtrus ar īsāku un garāku viļņu garumu, kas atbalsta īpašo filtru, un no 2002. gada aprīļa līdz maijam veica plašu novērošanas programmu. Suprime-Cam ir spēja attēlot debess zonu, kas ir tikpat liela kā pilnmēness vienā ekspozīcijā, unikāla spēja starp 8 m klases un lielākiem teleskopiem, un tā ir īpaši piemērota ļoti vāju priekšmetu apsekošanai lielos debesu apgabalos . Novērojot debesu apgabalu, kurā mēness lielums bija līdz 5,8 stundām katrā filtrā, komanda spēja atklāt vairāk nekā 50 000 objektu, ieskaitot daudzas ārkārtīgi vājas galaktikas. Izvēloties galaktikas, kas bija gaišas tikai speciālajā filtrā un, vēlams, sarkanā krāsā, komanda atrada 70 kandidātus galaktikām ar sarkano nobīdi 6,6 (vai 13 miljardu gaismas gadu attālumā; sk. 1. attēlu).
2002. gada jūnijā komanda izmantoja FOCAS, Faint Object Camera un Spectrograph on Subaru teleskopu, lai novērotu 9 no 70 kandidātiem, un apstiprināja vispārīgi sarkano izskatu un emisijas līniju ar atšķirīgu asimetriju 2 objektos (sk. 2. attēlu). un noteica, ka to sarkanās nobīdes ir 6,58 un 6,54. Gaisma no šīm galaktikām tika izstarota pirms 12,8 miljardiem gadu, kad Visums bija tikai 900 miljoni gadu vecs. Iepriekš novērotā vistālākā galaktika ar sarkano nobīdi 6.56 tika atklāta, aplūkojot lielu galaktiku kopu, kas ar gravitācijas objektīva efektu var pastiprināt gaismu no attālākām galaktikām. (Skatīt mūsu 2002. gada maija paziņojumu presei, http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.)SDF novērojumi ir pirmā reize, kad tiek novērotas vairākas galaktikas tik lielā attālumā un bez tām. ar gravitācijas objektīvu palīdzību. Galaktika ar sarkano nobīdi 6,58 ir vistālākā galaktika, kāda jebkad novērota.
SDF komanda sagaida, ka, turpinot novērojumus, atradīs daudz attālākas galaktikas. Pirms pirmo zvaigžņu un galaktiku veidošanās Visums bija tādā stadijā, ko astronomi dēvē par “Visuma tumšajiem laikmetiem”. Tumšo laikmetu izbeigšanās noteikšana ir viens no vissvarīgākajiem mūsu laika astronomiskajiem jautājumiem. Galvenie komandas locekļi Keiichi Kodaira no Japānas Papildu studiju universitātes, Nobunari Kashikawa no Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas un Yoshiaki Taniguchi no Tohoku universitātes cer, ka, atklājot statistiski nozīmīgu skaitu tālu galaktiku, viņi var sākt raksturo galaktikas, kas vēstīja par Visuma tumšo laikmetu beigām.
Oriģinālais avots: Subaru ziņu izlaidums
