Nowa NAJSTARSZA galaktyka!

najstarsza

Zespół astrofizyków korzystających z Obserwatorium W.M. Kecka na Hawajach zmierzył odległość do najdalszej jak dotąd odkrytej galaktyki i, co ciekawsze, uchwycił w niej emisję wodoru z okresu gdy Wszechświat nie miał nawet 600 milionów lat. Metoda zięki której odkryto galaktykę EGSY8p7 daje nam wgląd w mechanizmy powstawania pierwszych gwiazd we Wszechświecie po Wielkim Wybuchu. Artykuł opisujący badania zostanie wkrótce opublikowany w periodyku Astrophysical Journal Letters.

Przy użyciu ilnego spektrografu rejestrującego promieniowanie w podczerwieni MOSFRIE, zespół określił wiek galaktyki analizując linię emisyjną Lyman-alfa odpowiadającą za gorący gaz wodorowy podgrzewany przez silną emisję w zakresie ultrafioletowym pochodzącą od świeżo powstałych gwiazd. Chociaż ejst to linia często analizowana w galaktykach bliskich Ziemi, wykrycie emisji Lyman-alfa w galaktyce tak bardzo oddalonej nie było oczekiwane bowiem jest ona często pochłaniana przez liczne atomy wodoru, które miały wypełniać przestrzeń między galaktykami w początkowym okresie po Wielkim Wybuchu. Wyniki badań dają nowe spojrzenie na okres ‚kosmicznej rejonizacji’, proces w którym ciemne obłoki wodoru zostały rozdzielone na protony i elektrony przez pierwsze pokolenie galaktyk.

„Często obserwujemy linie emisyjne Lyman-alfa wodoru w bliskich nam obiektach, bowiem jest to jeden z najbardziej wiarygnodnych wskaźników procesów gwiadotwórczych,” mówi astronom Adi Zitrin z Caltech, główny autor opracowania. „Jednak im głębiej spoglądamy, a tym samym im dalej w przeszłość, przestrzeń między galaktykami zawiera coraz większą ilość ciemnych obłoków wodoru, które pochłaniają sygnał.”

Ostatnie badania wskazują, że ilość galaktyk w których da się wykryć tą wyraźną linię gwałtownie spada przy wieku Wszechświata szacowanym na miliard lat, co odpowiada przesunięciu ku czerwieni (redshift) równemu 6. Redshift to miara tego, jak bardzo Wszechświat się rozszerzył od czasu gdy światło opuściło odległy obiekt. Może być on mierzony tylko dla słabych obiektów spektrografem zainstalowanym na potężnych teleskopach takich jak dwa 10-metrowe teleskopy w Obserwatorium Kecka.

„Zaskakującym aspektem naszego odkrycia jest wykrycie tej linii Lyman-alfa w odległej galaktyce przy redshifcie równym 8.68, co odpowiada czasom, w których Wszechświat powinien być pełen pochłaniających to promieniowanie obłoków wodoru,” mówi współautor i astronom Richard Ellis z Caltech.

Symulacje komputerowe kosmicznej rejonizacji wskazują, że Wszechświat był całkowicie nieprzezroczysty dla promieniowania Lyman-alfa w pierwszych 400 milionach lat swojego istnienia, a następnie stopniowo, wraz z powstawaniem pierwszych galaktyk, intensywne promieniowanie ultrafioletowe młodych gwiazd wypalało ten przesłaniający wodór w bąblach o rosnącym promieniu, które stopniowo na siebie nachodziły do czasu, aż cała przestrzeń między galaktykami została zjonizowana.  Dopiero wtedy promieniowanie Lyman-alfa mogło swobodnie podróżować przez przestrzeń kosmiczną.

„Być może aktualnie obserwowana galaktyka EGSY8p7 charakteryzowała się szczególnymi właściwościami, które umożliwiły jej stworzenie wielkiego bąbla zjonizowanego wodoru dużo wcześniej niż w przypadku bardziej typowych galaktyk,”  mówi Sirio Belli, student z Caltech, który brał udział w obserwacjach.

Źródło: ApJL