Bildkredit: Hubble
Ett internationellt team av astronomer kan ha satt en ny rekord när de upptäckte vad som är den mest avlägsna kända galaxen i universum. Beläget ligger ungefär 13 miljarder ljusår bort, och objektet visas i taget bara 750 miljoner år efter big bang, då universum knappt var 5 procent av sin nuvarande ålder.
Den ursprungliga galaxen identifierades genom att kombinera kraften i NASA: s Hubble-rymdteleskop och CARA: s W. M. Keck-teleskop på Mauna Kea på Hawaii. Dessa stora observatorier fick ett uppsving från den ökade förstoringen av en naturlig "kosmisk gravitationslins" i rymden som ytterligare förstärker det avlägsna objektets ljusstyrka.
Den nyligen upptäckta galaxen är troligen en ung galax som lyser under slutet av den så kallade "Dark Ages"? perioden i kosmisk historia som slutade med att de första galaxerna och kvasarerna omvandlade ogenomskinligt, molekylärt väte till det transparenta, joniserade universum vi ser idag.
Den nya galaxen upptäcktes i en lång exponering av det närliggande galaxklusteret Abell 2218, taget med Advanced Camera for Surveys ombord på Hubble Space Telescope. Detta kluster är så massivt att ljuset från avlägsna föremål som passerar genom klustret faktiskt böjs och förstärks, precis som ett förstoringsglas böjer och förstorar objekt som ses genom det. Sådana "gravida" teleskop gör det möjligt för astronomer att se extremt avlägsna och svaga föremål som annars inte kunde ses. Den extremt svaga galaxen är så långt borta, dess synliga ljus har sträckts till infraröda våglängder, vilket gör observationerna särskilt svåra.
"När vi letade efter avlägsna galaxer förstorade av Abell 2218 upptäckte vi ett par påfallande liknande bilder vars arrangemang och färg indikerar ett mycket avlägset objekt," sade astronomen Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees och Caltech), som är bly författare som rapporterar upptäckten i en kommande artikel i Astrophysical Journal.
Analys av en sekvens av Hubble-bilder indikerar att objektet ligger mellan en rödförskjutning av 6.6 och 7.1, vilket gör det till den mest avlägsna källan som för närvarande är känd. Långa exponeringar i det optiska och infraröda taget med spektrografer på 10-meters Keck-teleskop tyder emellertid på att objektet har en rödförskjutning mot den övre änden av detta område, runt rödskift 7.
Redshift är ett mått på hur mycket ljusets våglängder flyttas till längre våglängder. Ju större förändring i våglängd mot de rödare områdena i spektrumet är, desto längre är objektet.
"Galaxen som vi har upptäckt är extremt svag och att verifiera dess avstånd har varit ett utomordentligt utmanande äventyr," sade Dr. Kneib. Utan förstoringen av 25 som gavs av förgrundsgruppen, kunde detta tidiga objekt helt enkelt inte ha identifierats eller studerats i någon detalj alls med de tillgängliga teleskop som finns tillgängliga. Även med hjälp av den kosmiska linsen har upptäckten endast varit möjlig genom att pressa våra nuvarande observatorier till gränserna för deras kapacitet! ”
Med hjälp av kombinationen av den höga upplösningen av Hubble och den stora kosmiska linsen förstorar astronomerna att detta objekt, även om det är mycket litet? bara 2000 ljusår över? bildar stjärnor extremt aktivt. Två spännande egenskaper hos den nya källan är emellertid den uppenbara bristen på den typiskt ljusa väteutsläppslinjen och dess intensiva ultravioletta ljus som är mycket starkare än det som ses i stjärnbildande galaxer närmare.
"Egenskaperna hos denna avlägsna källa är mycket spännande eftersom de, om de bekräftas genom ytterligare studier, skulle kunna representera kännetecknet för ett verkligt ungt stjärnsystem som slutade de mörka åldrarna," tillade Dr. Richard Ellis, Steele professor i astronomi vid Caltech, och en medförfattare i artikeln.
Teamet uppmuntras av framgången med deras teknik och planerar att fortsätta söka efter fler exempel genom att titta igenom andra kosmiska linser på himlen. Hubbles exceptionella upplösning gör den idealisk för sådana sökningar.
"Att uppskatta källans överflöd och karaktäristiska egenskaper vid tidiga tider är särskilt viktigt för att förstå hur universumet återutvecklade sig självt och därmed slutade de mörka åldrarna," säger Mike Santos, en tidigare Caltech doktorand, nu en postdoktorisk forskare vid Institutet för astronomi, Cambridge, Storbritannien. ”Den kosmiska linsen har gett oss ett första inblick i denna viktiga epok. Vi är nu angelägna om att lära oss mer genom att hitta ytterligare exempel, även om det utan tvekan kommer att vara utmanande. ”
"Vi tittar på de första bevisen från våra förfäder på evolutionsträdet i hela universum," sade Dr. Frederic Chaffee, chef för W. Keck-observatoriet, hem till de tvillingmätare med 10 meter från Keck som bekräftade upptäckten. "Teleskop är virtuella tidsmaskiner, vilket gör att våra astronomer kan se tillbaka till kosmos tidiga historia, och dessa fantastiska observationer är av den tidigaste tiden ännu."
Caltech-teamet som rapporterar om upptäckten består av Drs. Jean-Paul Kneib, Richard S. Ellis, Michael R. Santos och Johan Richard. Drs. Kneib och Richard serverar också Observatoire Midi-Pyrenees i Toulouse, Frankrike. Dr. Santos representerar också Institute of Astronomy, Cambridge, Storbritannien.
Offentlig finansiering för detta projekt tillhandahölls delvis av NASA GSRP-bidrag NGT5-50339 och NASA STScI-bidrag HST-GO-09452.01-A.
W. Keck-observatoriet förvaltas av California Association for Research in Astronomy (CARA), ett vetenskapligt partnerskap mellan California Institute of Technology (Caltech), University of California och National Aeronautics and Space Administration (NASA). Space Telescope Science Institute (STScI) drivs av Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA), för NASA, under kontrakt med Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. Hubble Space Telescope är ett projekt för internationellt samarbete mellan NASA och European Space Agency (ESA).
Originalkälla: Hubble News Release
