Storbritanniens och USA: s astronomer har använt Spitzer Space Telescope och Hubble Space Telescope för att upptäcka ljus som kommer från de första stjärnorna som bildades i några av de mest avlägsna galaxerna som hittills har sett. Andrew Bunker (University of Exeter) på onsdagen den 6 april vid RAS National Astronomy Meeting i Birmingham kommer att diskutera nya bevis för att bildandet av de första galaxerna kan ha pågått tidigare än tidigare trott.
Detta observationsarbete med infraröda bilder från Spitzer Space Telescope är väsentligt, eftersom teoretiska förutsägelser för stjärnbildningens historia i det tidiga universum är mycket osäkra. Teamet, under ledning av Bunker och doktorand Laurence Eyles (University of Exeter), använde Hubble Space Telescope-data för att identifiera avlägsna galaxer som var lämpliga för vidare studier. De analyserade sedan arkiverade bilder tagna med infraröda våglängder med NASA: s Spitzer Space Telescope.
Dessa bilder, erhållna som en del av projektet Great Observatory Origins Deep Survey (GOODS) och Hubble Ultra Deep Field (UDF), täckte en del av den södra himlen känd som konstellationen Fornax (ugnen). Vi använde bilderna från Hubble Ultra Deep Field för att identifiera objekt som troligtvis är galaxer 95 procent av vägen över det observerbara universum, förklarade Bunker. Dessa bilder är vår mest känsliga bild av universum hittills, och de gjorde det möjligt för oss att upptäcka de svagaste objekten än. Intervenerande gasmoln absorberade ljuset som de sände ut vid synliga våglängder långt innan det nådde jorden, men deras infraröda ljus kan fortfarande upptäckas - och det är deras infraröda färger som fick forskarna att tro att de ligger på så enorma avstånd.
Bekräftelsen av deras extrema avlägsenhet gavs av de 10 meter stora Keck-teleskopen på Hawaii, världens största optiska teleskop. Vi bevisade att dessa galaxer verkligen är bland de mest avlägsna kända genom att använda Keck-teleskop för att ta ett spektrum, sa Dr. Elizabeth Stanway (University of Wisconsin-Madison).
Keck-spektra visade att galaxerna har rödförskjutningar på cirka 6, vilket innebär att de är så långt borta att det har tagit cirka 13 miljarder år att få ljus från dem. Teleskop visar dem som de var när universum var mindre än en miljard år gammalt - åtta miljarder år innan jorden och solen bildades.
Nästa steg var att lära sig mer om stjärnorna i dessa mest avlägsna galaxer genom att studera nya infraröda bilder av denna rymdregion som tagits av Spitzer. Hubble-bilderna berättar om de nyfödda stjärnorna, men de nya infraröda bilderna tagna med Spitzer Space Telescope ger oss extra information om ljuset som kommer från äldre stjärnor inom dessa avlägsna galaxer, sa Laurence Eyles, som studerade Spitzer-bilderna från dessa objekt som en del av hans forskning för en doktorsexamen vid Exeter.
Detta är mycket viktigt, eftersom det berättar för oss att några av dessa galaxer redan är 300 miljoner år gamla när universum är mycket ung. Det kan hända att det här var några av de första galaxerna som föddes, säger Michelle Doherty (Institute of Astronomy, Cambridge). Med hjälp av Spitzer-bilderna kunde teamet väga stjärnorna i dessa galaxer genom att studera stjärnljuset. Det verkar som att i ett par fall är dessa tidiga galaxer nästan lika massiva som galaxer vi ser runt oss idag, vilket är lite förvånande när teorin är att galaxer börjar små och växa genom att kollidera och smälta samman med andra galaxer, sade Dr. Mark. Lacy (Spitzer Science Center).
Det verkliga pusslet är att dessa galaxer verkar redan vara ganska gamla när universum bara var cirka 5 procent av sin nuvarande ålder, kommenterade professor Richard Ellis från Caltech. Detta innebär att stjärnbildning måste ha börjat mycket tidigt i universums historia - tidigare än tidigare trott. Ljuset från dessa första stjärnor som antändes kunde ha slutat universumets mörka åldrar när galaxerna först tändes. Det kan också ha orsakat att gasen mellan galaxerna sprängdes av stjärnbelysning - rejoniseringen som har upptäckts i den kosmiska mikrovågsbakgrunden av WMAP-satelliten.
Resultaten från WMAP och Hubble Ultra Deep Field kompletterar det nya arbetet som gjorts av Bunkers-teamet med Spitzer-data. Sammantaget föreslår de att de mörka åldrarna slutade någon gång mellan 200 och 500 miljoner år efter Big Bang, när de första stjärnorna föddes.
Ett dokument om dessa resultat har lämnats in för offentliggörande i Royal Astronomical Society.
Originalkälla: RAS News Release
