Dette nye billede af Hubble Ultra Deep Field (HUDF) -kampagnen i 2012 afslører en tidligere uset befolkning på syv fjerne galakser, som er observeret, som de optrådte i en periode fra 350 til 600 millioner år efter Big Bang. Ellis (Caltech) og UDF 2012-teamet
Astronomer, der bruger NASAs Hubble-rumteleskop, har set nogle af de mest fjerne, svage og gamle galakser nogensinde blevet fundet i en ny undersøgelse. Billederne taget med Hubble's Wide Field Camera 3 (WFC 3) ser længere tilbage i tiden end nogen tidligere Hubble-observation og giver information om forholdene i det tidlige univers.
”Dette er som en videnskabelig version af historien om Genesis,” sagde astronom Avi Loeb fra Harvard University.
De syv fjerne galakser repræsenterer en tidligere uset befolkning af galakser, der dannede mere end 13 milliarder år siden, da universet var mindre end 3 procent af sin nuværende alder. I disse dybeste billeder til dato fra Hubble var astronomer i stand til at tage en prøve af mængden af galakser på det tidspunkt. Resultaterne viser et jævnt fald i antallet af galakser med stigende tilbageblik på tid til ca. 450 millioner år efter Big Bang.
Dataene giver den første pålidelige folketælling fra denne ubeskyttede periode i kosmisk historie ifølge forskerne. Når astronomer kigger endnu dybere ind i universet, ser galaksetallet ud til at falde glat, hvilket får dem til at tro, at den ”kosmiske daggry” var gradvis, ikke en dramatisk begivenhed.
”Observationer af mikrobølgefølget fra Big Bang fortæller os, at reionisering skete for mere end omkring 13 milliarder år siden,” sagde Brant Robertson fra University of Arizona i Tucson, et medlem af undersøgelsesteamet. ”Vores data bekræfter, at reionisering var en uddraget proces, der forekom i flere hundrede millioner år med galakser, der langsomt opbyggede deres stjerner og kemiske elementer. Der var ikke et eneste dramatisk øjeblik, da galakser dannede sig; det var en gradvis proces. ”
Disse galakser blev fundet som en del af en ambitiøs Hubble-undersøgelse af et intensivt studeret himmelbund kaldet Ultra Deep Field (UDF), som oprindeligt blev taget i 2003-2004, med fokus på et lille område på himlen i stjernebilledet Fornax . I den nye kampagne i 2012, kaldet UDF 2012, brugte et team af astronomer ledet af Richard Ellis fra California Institute of Technology WFC3 til at kigge dybere ud i rummet i næsten infrarødt lys end nogen tidligere Hubble-observation. Observationer blev foretaget over en periode på seks uger i august og september 2012, og de første videnskabelige resultater vises nu i en række videnskabelige artikler. UDF-teamet 2012 frigiver disse unikke data offentligt, efter at de har forberedt dem til, at andre forskningsgrupper kan bruges.
"Hubble opnår bare god videnskab," sagde John Grunsfeld, tidligere astronaut og NASAs associerede administrator for videnskab, og talte på en briefing om den nye undersøgelse. ”Dette er en historie, hvor vi går tilbage til begyndelsen, tilbage til de første stjerner, der optrådte i universet. Dette bekræfter, at når vi får James Webb Space Telescope online, vil det have meget at se på og meget at gøre. ”
James Webb-rumteleskopet er beregnet til lancering i 2018.
Astronomer opdagede syv galakser i tidsperioden 400-600 millioner år efter Big Bang. Alle ekstremt fjernt varierede de i afstand med rødskift fra 8,6 til næsten 12.
Astronomer studerer det fjerne univers i nærinfrarødt lys, fordi udvidelsen af rummet strækker ultraviolet og synligt lys fra galakser til infrarøde bølgelængder, et fænomen kaldet "rødskift." Jo fjernere en galakse er, jo højere er dens rødskift.
Det kan bemærkes, at en af galakserne kan være en afstandsrekordbryder, observeret 380 millioner år efter fødslen af vores univers i Big Bang, svarende til en rødskift på 11,9. Dette er galaksen UDFj-39546284, som tidligere blev fundet og oprindeligt blev antydet som det fjerneste objekt nogensinde fundet for næsten to år siden af Hubble. Senere observationer satte den på en rødskift på 10,3, men de nyligt raffinerede observationer sætter den endnu mere fjern.
En tidslinje for universet og vores observationer af det. Kredit: University of Arizona.
Forskere mener, at universet begyndte med Big Bang for omkring 13,7 milliarder år siden. Brint dannede ca. 400.000 år senere, men uden stjerner var rumtiden mørk. Cirka 200 millioner år senere kollapset brintskyer og dannede de første stjerner og galakser; hvad astronomer kalder "den kosmiske daggry." Lys fra disse nye stjerner begyndte at nedbryde brint til protoner og elektroner i en periode kaldet kosmisk reionisering. I det nuværende univers ser forskere galakser vokse i masse og størrelse med syntese af elementer, hvilket fører til dannelse af komplekse molekyler inklusive komponenterne til at skabe liv. Vores sol- og solsystem blev dannet for lidt over 4 milliarder år siden.
”Holdet pressede Hubble til dets grænser. Dette er sandsynligvis den længste bagside, som Hubble kan se, ifølge studielederen, Richard Ellis. ”Vi skubber Hubble langt ud over, hvad det var designet til at gøre.”
Læs mere om resultaterne og HUDF 2012-kampagnen på HubbleSite.
Læs holdets artikel: Overfloden af stjernedannende galakser i Redshift Range 8.5 til 12: Nye resultater fra 2012 Hubble Ultra Deep Field-kampagnen
Yderligere kilder: CalTech ESA Hubble
