Αστρονόμοι παρατήρησαν τον πιο μακρινό γαλαξία που έχει ανιχνευθεί μέχρι σήμερα

Galaxy

Μια ομάδα ερευνητών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech), που έχει περάσει χρόνια ψάχνοντας για τα παλαιότερα αντικείμενα στο σύμπαν ανάφεραν την ανίχνευση ίσως του πιο μακρινού γαλαξία που βρέθηκε ποτέ. Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Astrophysical Journal Letters, οι ερευνητές παρέχουν ενδείξεις για ένα γαλαξία που ονομάζεται EGS8p7, ο οποίος έχει ηλικία 13,2 εκατομμυρίων ετών. Το ίδιο το σύμπαν έχει ηλικία 13,8 δισεκατομμυρίων ετών.

Νωρίτερα αυτό το έτος ο EGS8p7 είχε αναγνωριστεί ως υποψήφιος για περαιτέρω διερεύνηση με βάση τα στοιχεία που συγκεντρώθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA και το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer. Χρησιμοποιώντας το φασματόμετρο πολλαπλών αντικειμένων για υπέρυθρες εξερευνήσεις (MOSFIRE) στο παρατηρητήριο Keck στη Χαβάη, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια φασματογραφική ανάλυση του γαλαξία για να καθορίσουν την ερυθρή μετατόπισή του. Η μετατόπιση προς το ερυθρό προέρχεται από το φαινόμενο Doppler, το ίδιο φαινόμενο που προκαλεί τη σειρήνα σε ένα πυροσβεστικό όχημα να πέφτει σε ένταση καθώς το όχημα περνά. Με τα ουράνια αντικείμενα, ωστόσο, είναι το φως που «τεντώνεται» αντί για τον ήχο. Αντί μιας πτώσης στο τόνο, υπάρχει μια μετατόπιση από το πραγματικό χρώμα προς πιο κόκκινα μήκη κύματος.

Η μετατόπιση προς το ερυθρό χρησιμοποιείται παραδοσιακά για τη μέτρηση της απόστασης των γαλαξιών, αλλά είναι δύσκολο οι αποστάσεις να καθοριστούν για τα πιο μακρινά αντικείμενα του σύμπαντος, και επομένως των παλαιοτέρων. Αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν ήταν μια σούπα από φορτισμένα σωματίδια, ηλεκτρονίων, πρωτονίων και φωτονίων. Επειδή αυτά τα φωτόνια ήταν διάσπαρτα λόγω της εμπλοκής τους με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, το πρώιμο σύμπαν δεν μπορούσε να μεταδώσει φως. 380 χιλιάδες χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη το σύμπαν είχε ψυχθεί αρκετά για το συνδυασμό των ελεύθερων ηλεκτρονίων και πρωτονίων σε άτομα υδρογόνου, επιτρέποντας στο φως να ταξιδέψει. Στη συνέχεια, όταν το σύμπαν ήταν από μισό μέχρι ένα δισεκατομμυρίων ετών, οι πρώτοι γαλαξίες σχηματίστηκαν επαναϊονίζοντας το ουδέτερο υδρογόνο.

Ωστόσο πριν από τον επαναϊονισμό του υδρογόνου, νέφη του ουδέτερου υδρογόνου θα πρέπει να απορρόφησαν ορισμένες από τις ακτινοβολίες που οι νέοι, πρόσφατα σχηματιζόμενοι γαλαξίας εκπέμπαν, συμπεριλαμβανομένης και της γραμμής Lyman-alpha, τη φασματική υπογραφή του καυτού αερίου υδρογόνου, που έχει θερμανθεί από την υπεριώδη ακτινοβολία των νέων αστεριών η οποία αποτελεί και ένα ευρέως χρησιμοποιούμενος δείκτης του σχηματισμού των άστρων.

Λόγο αυτής της απορρόφησης, δεν θα πρέπει, θεωρητικά να είναι δυνατό να παρατηρηθεί μια γραμμή Lyman-alpha από τον γαλαξία EGS8p7.

150904144505_1_540x360

Αυτός είναι ο γαλαξίας EGS8p7 όπως έχει αποτυπωθεί από τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble (πάνω) και Spitzer (κάτω) στο υπέρυθρο φάσμα φωτός

«Αν κοιτάξετε τους γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν, υπάρχει αρκετό ουδέτερο υδρογόνο το οποίο δεν είναι διαφανές στις εκπομπές από αυτούς τους γαλαξίες», δήλωσε ο Adi Zitrin συν-συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδακτορικός υπότροφος στην αστρονομία. «Αναμέναμε ότι το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας από αυτόν τον γαλαξία θα έπρεπε να απορροφηθεί από το υδρογόνο στο ενδιάμεσο διάστημα. Ωστόσο εξακολουθούμε να βλέπουμε τη γραμμή Lyman-alpha από αυτόν τον γαλαξία».

Ανίχνευσαν αυτή τη γραμμή Lyman-alpha χρησιμοποιώντας το φασματόμετρο MOSFIRE, ο οποίος αποτυπώνει τις χημικές υπογραφές από αστέρια μέχρι μακρινούς γαλαξίες στο εγγύς υπέρυθρο μήκος κύματος (0,97 έως 2,45 μm, ή εκατομμυριοστά του μέτρου).

«Το εκπληκτικό με αυτή την ανακάλυψη είναι ότι έχουμε εντοπιστεί αυτή τη γραμμή Lyman-alpha σε ένα φαινομενικά αμυδρό γαλαξία σε μια ερυθρή μετατόπιση του 8,68, που αντιστοιχεί σε μια εποχή που το σύμπαν θα πρέπει να ήταν πλήρες από νέφη υδρογόνου που απορροφούσαν ακτινοβολία», δήλωσε ο Richard Ellis καθηγητής της αστροφυσικής στο University College. Πριν από αυτή την ανακάλυψη , ο πλέον απομακρυσμένος γαλαξίας που ανιχνεύθηκε είχε μια μετατόπιση προς το ερυθρό 7,73.

Ένας πιθανός λόγος που ο γαλαξίας είναι ορατός παρά τις απορροφήσεις από τα νέφη υδρογόνου, είναι ότι ο επαναϊονισμός του υδρογόνου δεν συνέβη με ομοιόμορφο τρόπο. « Τα στοιχεία από διάφορες παρατηρήσεις δείχνουν ότι η διαδικασία επαναϊονισμού ίσως ήταν αποσπασματική», ανέφερε ο Adi Zitrin. «Μερικά αντικείμενα είναι τόσο φωτεινά ώστε να σχηματίζουν μια φυσαλίδα ιονισμένου υδρογόνου. Αλλά η διαδικασία δεν είναι συνεπής σε όλες τις κατευθύνσεις».

«Ο γαλαξίας EGS8p7 που έχουμε παρατηρήσει, ο οποίος είναι ασυνήθιστα φωτεινός, μπορεί να τροφοδοτείται από έναν πληθυσμό ασυνήθιστα ζεστών αστεριών, και μπορεί να έχει ειδικές ιδιότητες που του επέτρεψαν να δημιουργήσει μια μεγάλη φυσαλίδα ιονισμένου υδρογόνου πολύ νωρίτερα από ότι είναι δυνατό για πιο χαρακτηριστικούς γαλαξίες για αυτές της χρονικές περιόδους», δήλωσε ο Sirio Belli, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής του Caltech που εργάστηκε στη έρευνα.

Παραπομπές

Η μελέτη – Lyα EMISSION FROM A LUMINOUS z = 8.68 GALAXY: IMPLICATIONS FOR GALAXIES AS TRACERS OF COSMIC REIONIZATION

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *