Billedkredit: Hubble
Et internationalt team af astronomer har måske sat en ny rekord i at opdage, hvad der er den mest kendte galakse i universet. Objektet ligger anslået til 13 milliarder lysår væk og ses på et tidspunkt kun 750 millioner år efter big bang, da universet knap nok var 5 procent af sin nuværende alder.
Den oprindelige galakse blev identificeret ved at kombinere kraften fra NASAs Hubble-rumteleskop og CARA's W. M. Keck-teleskoper på Mauna Kea på Hawaii. Disse store observatorier fik et løft fra den tilføjede forstørrelse af en naturlig "kosmisk tyngdekraftslinse" i rummet, der yderligere forstærker lysstyrken for det fjerne objekt.
Den nyligt opdagede galakse vil sandsynligvis være en ung galakse, der skinner i slutningen af den såkaldte ”mørke tid”. perioden i kosmisk historie, som sluttede med, at de første galakser og kvasarer omdannede uigennemsigtigt, molekylært brint til det gennemsigtige, ioniserede univers, vi ser i dag.
Den nye galakse blev opdaget i en lang eksponering af den nærliggende galakse-klynge Abell 2218, taget med Advanced Camera for Surveys ombord på Hubble-rumteleskopet. Denne klynge er så massiv, at lyset fra fjerne objekter, der passerer gennem klyngen, faktisk bøjes og forstærkes, ligesom et forstørrelsesglas bøjer og forstørrer genstande, der ses gennem det. Sådanne naturlige "tyngdekrafts" teleskoper giver astronomer mulighed for at se ekstremt fjerne og svage objekter, der ellers ikke kunne ses. Den ekstremt svage galakse er så langt væk, at det synlige lys er strækket til infrarøde bølgelængder, hvilket gør observationer særligt vanskelige.
”Da vi søgte efter fjerne galakser, der blev forstørret af Abell 2218, opdagede vi et par påfallende lignende billeder, hvis arrangement og farve indikerer et meget fjernt objekt,” sagde astronom Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees og Caltech), der er bly forfatter, der rapporterer opdagelsen i en kommende artikel i Astrophysical Journal.
Analyse af en sekvens af Hubble-billeder viser, at objektet ligger mellem en rødskift på 6,6 og 7,1, hvilket gør det til den mest kendte kilde i øjeblikket. Imidlertid antyder lange eksponeringer i det optiske og infrarøde lys med spektrografer på de 10 meter lange Keck-teleskoper, at objektet har en rødskift mod den øvre ende af dette område, omkring rødskift 7.
Redshift er et mål på, hvor meget lysets bølgelængder flyttes til længere bølgelængder. Jo større skiftet i bølgelængde mod de rødere områder af spektret er, desto fjernere er objektet.
”Den galakse, vi har opdaget, er ekstremt svag, og det at verificere dens afstand har været et ekstraordinært udfordrende eventyr,” sagde Dr. Kneib. Uden den forstørrelse på 25, der blev givet af forgrundsklyngen, kunne dette tidlige objekt simpelthen ikke have været identificeret eller studeret i detaljer overhovedet med de tilgængelige teleskoper. Selv med hjælp af den kosmiske linse har opdagelsen kun været mulig ved at skubbe vores nuværende observatorier til grænserne for deres evner! ”
Ved hjælp af kombinationen af Hubbles høje opløsning og den store forstørrelse af den kosmiske linse estimerer astronomerne, at dette objekt, skønt det er meget lille? kun 2.000 lysår på tværs? danner stjerner ekstremt aktivt. To spændende egenskaber ved den nye kilde er den tilsyneladende mangel på den typisk lyse brintemissionslinje og dens intense ultraviolette lys, som er meget stærkere end den, der ses i stjernedannende galakser tæt ved.
”Egenskaberne ved denne fjerne kilde er meget spændende, fordi de, hvis de blev bekræftet ved yderligere undersøgelse, kunne repræsentere kendetegnende for et virkelig ungt stjernestelsel, der sluttede den mørke tid,” tilføjede Dr. Richard Ellis, Steele-professor i astronomi ved Caltech, og en medforfatter i artiklen.
Holdet opmuntres af succes med deres teknik og planlægger at fortsætte søgningen efter flere eksempler ved at kigge gennem andre kosmiske linser på himlen. Hubbles ekstraordinære opløsning gør den ideel til sådanne søgninger.
”Det er især vigtigt at skønne kildernes overflod og karakteristiske egenskaber i tidlige tider for at forstå, hvordan universet genoptog sig selv og dermed afslutter de mørke aldere,” sagde Mike Santos, en tidligere Caltech-kandidatstuderende, nu postdoktorisk forsker ved Institut for Astronomi, Cambridge, UK. ”Den kosmiske linse har givet os et første glimt af denne vigtige epoke. Vi er nu ivrige efter at lære mere ved at finde flere eksempler, selvom det uden tvivl vil være udfordrende. ”
”Vi ser på det første bevis fra vores forfædre på det evolutionære træ i hele universet,” sagde Dr. Frederic Chaffee, direktør for W. Keck-observatoriet, hjemsted for de to 10-meters Keck-teleskoper, der bekræftede opdagelsen. "Teleskoper er virtuelle tidsmaskiner, der tillader vores astronomer at se tilbage på kosmos 'tidlige historie, og disse vidunderlige observationer er af den tidligste tid endnu."
Caltech-teamet, der rapporterer om opdagelsen, består af Dr. Jean-Paul Kneib, Richard S. Ellis, Michael R. Santos og Johan Richard. Drs. Kneib og Richard tjener også Observatoire Midi-Pyrenees i Toulouse, Frankrig. Dr. Santos repræsenterer også Institute of Astronomy, Cambridge, UK.
Offentlig finansiering til dette projekt blev delvist tilvejebragt af NASA GSRP-tilskud NGT5-50339 og NASA STScI-tilskud HST-GO-09452.01-A.
W. Keck-observatoriet ledes af California Association for Research in Astronomy (CARA), et videnskabeligt partnerskab mellem California Institute of Technology (Caltech), University of California og National Aeronautics and Space Administration (NASA). Space Telescope Science Institute (STScI) drives af Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA), for NASA, under kontrakt med Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. Hubble-rumteleskopet er et projekt med internationalt samarbejde mellem NASA og Det Europæiske Rumorganisation (ESA).
Originalkilde: Hubble News Release
