Jauns skats no Habla kosmiskā teleskopa parāda dažas no pirmajām spožajām galaktikām, kas parādījušās Visumā, parādoties apmēram pirms 13 miljardiem gadu vai 900 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Šīs galaktikas nebija redzamas 700 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, tāpēc mazākām galaktikām ir jābūt diezgan ātri saplūdušām, lai tās kļūtu lielas un gaišas. Atklājumi tika veikti Habla īpaši dziļajā laukā un Lielajā observatorijas izcelšanās dziļo pētījumu laukā.
Sistemātiski meklējot pirmās spožās galaktikas, kas veidojas agrīnajā Visumā, ir atklājies dramatisks šādu galaktiku skaita pieaugums pirms aptuveni 13 miljardiem gadu. Šie novērojumi par galaktiku attīstības agrākajiem posmiem sniedz jaunus pierādījumus galaktiku veidošanās hierarhiskajai teorijai - idejai, ka lielās galaktikas laika gaitā izveidojās, kad mazākas galaktikas sabruka un saplūda.
Astronomi Rychard Bouwens un Garth Illingworth Kalifornijas universitātē Santakrusā izmantoja Habla kosmisko teleskopu, lai izpētītu galaktiku veidošanos pirmajos 900 miljonos gadu pēc Lielā sprādziena. Viņi ziņoja par saviem jaunākajiem atradumiem žurnāla Nature 14. septembra numurā.
Dziļi novērojumi trīs tumšos debesu plankumos - Habla īpaši dziļais lauks un Lielo observatoriju izcelšanās dziļo pētījumu lauki - apkopoja vāju gaismu, ko pirms 13 miljardiem gadu zvaigznes izstaroja pirmatnējās galaktikās. Tik lielos attālumos varēja atklāt tikai spilgtākās galaktikas.
“Šie ir dziļākie infrasarkanie un optiskie dati, kas jebkad ņemti. Mēs skatāmies ļoti agrīnā galaktiku veidošanās stadijā, ”sacīja Iļingvorts, UCSC astronomijas un astrofizikas profesors.
Apmēram 900 miljonu gadu laikā pēc Lielā sprādziena pētnieki novēroja simtiem spilgtu galaktiku. Bet, kad viņi paskatījās dziļāk, apmēram 200 miljonus gadu agrāk, viņi atrada tikai vienu. Nedaudz mīkstinot viņu meklēšanas kritērijus, parādījās vēl daži kandidāti, taču šajos 200 miljonu gadu laikā acīmredzami notika daudz izmaiņu, sacīja Iļingvorta.
“Lielākas, spožākas galaktikas 700 miljonu gadu laikā pēc Lielā sprādziena vienkārši nebija. Tomēr 200 miljonus gadu vēlāk to bija vēl daudz, tāpēc šajā laikā ir bijis daudz jāapvieno mazākās galaktikas, ”viņš sacīja.
Astronomi var noteikt, kad ar sarkano nobīdi tika izstarota gaisma no tāla avota - pasākums, kā Visuma izplešanās izstiepj gaismas viļņu garumus, kad tā pārvietojās pa kosmosu milzīgos attālumos. Bouwens, pēcdoktorantūras students UCSC un pirmais rakstu par rakstu autors, izstrādāja programmatūru, lai sistemātiski izsijātu Habla datus, meklējot galaktikas ar augstu sarkano nobīdi.
Dati tika iegūti no diviem jaudīgiem Habla instrumentiem: uzlabotā apsekojuma kamera (ACS) un tuvējo infrasarkano staru kameru un daudzobjektu spektrogrāfs (NICMOS). Pētnieki salīdzināja to galaktiku skaitu, kas tika atklātas ar sarkano nobīdi no 7 līdz 8 (700 miljoni gadu pēc Lielā sprādziena) ar to, ko viņi varēja gaidīt, lai atrastu, ja galaktiku populācija būtu tāda pati kā populācija, kuru viņi bija novērojuši 6. sarkanā nobīdes laikā (200). miljons gadu vēlāk). Atkarībā no atlases kritēriju stingrības viņi atrada vienu galaktiku, kur varēja gaidīt 10, vai četras, kur varēja gaidīt 17.
"Mūsu pieeja nodrošina ļoti kvantitatīvu veidu, kā izmērīt struktūras uzbūvi Visumā, tāpēc mēs varam redzēt, cik ātri tas mainījās laika gaitā, kad mazākās galaktikas saplūda, veidojot lielākas," sacīja Bouwens.
Šajā aptaujā novērotās galaktikas ir daudz mazākas nekā mūsu pašu Piena Ceļa un citas milzu galaktikas, kas šodien redzamas tuvējā Visumā. Šīs agrīnās galaktikas tika uzliesmojušas arī ar zvaigžņu veidošanos, izstarojot zilganu gaismu, kas 13 miljardu gadu ilgajā ceļojumā uz Habla jutīgajiem detektoriem tika pārvērsta sarkanā gaismā.
“Tas ir diezgan pārsteidzoši, ka mēs spējam atskatīties uz 13 miljardu gadu laika posmu. Mēs skatāmies uz galaktikām, kuras jau ir izveidojušās no mazākiem prekursoriem, bet tas notiek tikai dažus simtus miljonu gadu pēc pirmo zvaigžņu veidošanās, ”sacīja Iļingvorts.
Ja Piena ceļš ir galaktikas vecākais iedzīvotājs, tad šīs galaktikas ir mazuļi vai pirmsskolas vecuma bērni. Pagaidām pētnieki nespēj atklāt vēl mazākas zīdaiņu galaktikas, kurām ir jābūt saplūdušām, lai veidotu šīs pirmās spožās galaktikas.
Bet šo pirmo galaktiku sēklas var redzēt kosmiskajā mikroviļņu fona starojumā, ko pēdējā laikā un precīzāk mēra ar Vilkinsona mikroviļņu anizotropijas zondi (WMAP), kas parāda nelielas blīvuma svārstības ievērojami viendabīgā Visumā apmēram 400 000 gadu pēc Lielā. Bang.
“Ļoti agri Visuma evolūcijā viss bija ļoti gludi. Bet laika gaitā Visums kļuva arvien kuplāks, jo gravitācija aizveda vairāk matērijas blīvākos apgabalos, ”sacīja Bouvenss. "Mūsu novērojumi par agrīnajām galaktikām ļauj mums izmērīt, cik ātri Visums attīstījās no mazākiem līdz lielākiem salipumiem."
Pirmo formējamo galaktiku noteikšana būs iespējama ar Habla pēcteci - Džeimsa Veba kosmisko teleskopu, kuru pašlaik plānots palaist 2013. gadā, sacīja Iļingvorta. Papildu informācija par pirmo galaktiku meklēšanu ir pieejama tīmeklī vietnē http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Oriģinālais avots: UCSC ziņu izlaidums
