Ved hjælp af Hubble-rumteleskopet og det meget store teleskop (VLT) har astronomer set tilbage for at finde den fjerneste galakse indtil videre. ”Vi observerer en galakse, der eksisterede i det væsentlige, da universet kun var omkring 600 millioner år gammel, og vi ser på denne galakse - og universet - for 13,1 milliarder år siden,” sagde Dr. Matt Lehnert fra Observatoire de Paris, som er hovedforfatter af et nyt papir i Nature. ”Forholdene var ret forskellige dengang. Det grundlæggende billede, hvor denne opdagelse er indlejret, er, at dette er den epoke, hvor universet gik fra stort set neutral til dybest set ioniseret. ”
Lehnert og et internationalt team brugte VLT til at foretage opfølgningsobservationer af galaksen - kaldet UDFy-38135539 - som Hubble-observationer i 2009 havde afsløret. Astronomerne analyserede galaxens meget svage glød for at måle dens afstand - og alder. Dette er de første bekræftede observationer af en galakse, hvis lys kommer frem fra reioniseringen af universet.
Reioniseringsperioden er omkring det fjerneste tilbage i tiden, som astronomer kan observere. Big Bang for 13,7 milliarder år siden skabte et varmt, grumset univers. Cirka 400.000 år senere blev temperaturerne afkølet, elektroner og protoner sluttede sig til dannelse af neutralt brint, og murken ryddet. Nogen tid før 1 milliard år efter Big Bang begyndte neutralt brint at danne stjerner i de første galakser, som udstrålede energi og ændrede brintet tilbage til at blive ioniseret. Selvom det ikke var den tykke plasmasuppe fra den tidligere periode lige efter Big Bang, startede denne galaksdannelse reioniseringsepoken, idet den rensede uigennemsigtige hydrogentåge fyldte kosmos på dette tidlige tidspunkt.
”Hele universets historie er fra reioniseringen,” sagde Lehnert under en online presse briefing. ”Den mørke stof, der gennemsyrer universet, begyndte at trække gassen med og dannede de første galakser. Da galakserne begyndte at dannes, genoptog de universet. ”
UDFy-38135539 er omkring 100 millioner lysår længere end det forrige fjerneste objekt, en gammastråle-burst.
At studere disse første galakser er ekstremt vanskeligt, sagde Lehnert, da det svage lys for det meste falder i den infrarøde del af spektret, fordi dets bølgelængde er blevet strækket af udvidelsen af universet - en effekt kendt som rødskift. I løbet af mindre end en milliard år efter Big Bang absorberede brændstoftågen, der gennemgik universet, det hårde ultraviolette lys fra unge galakser.
Det nye bredfeltkamera 3 på NASA / ESA Hubble-rumteleskopet opdagede flere kandidatobjekter i 2009, og med 16 timers observationer ved hjælp af VLT var teamet i stand til at blive brugt til at opdage den meget svage glød fra brint ved en rødskift af 8.6.
Holdet brugte SINFONI infrarødt spektroskopisk instrument på VLT og en meget lang eksponeringstid.
”Det er meget spændende i sig selv at måle rødskiftet i den fjerneste galakse,” sagde medforfatter Nicole Nesvadba (Institut d’Astrophysique Spatiale), ”men de astrofysiske implikationer af denne detektion er endnu vigtigere. Dette er første gang, vi med sikkerhed ved, at vi ser på en af galakserne, der ryddet tågen, der havde fyldt det meget tidlige univers. ”
En af de overraskende ting ved denne opdagelse er, at glødet fra UDFy-38135539 ikke synes at være stærk nok på egen hånd til at fjerne brinttågen. ”Der skal være andre galakser, sandsynligvis svagere og mindre massive ledsagere i nærheden af UDFy-38135539,” sagde medforfatter Mark Swinbank fra Durham University, “hvilket også hjalp med at gøre rummet omkring galaksen gennemsigtig. Uden denne ekstra hjælp ville lyset fra galaksen, uanset hvor strålende det var blevet fanget i den omgivende brintdåge, og vi ville ikke have været i stand til at registrere det. ”
Kilder: ESO, pressemeddelelse
