קבוצה מהגלקסיות שהתגלו לאחרונה בטכניקת Break-Lyman. קרדיט תמונה: אסטרונומיה ואסטרופיסיקה. לחץ להגדלה
צוות בינלאומי של אסטרונומים ביצע את אחד הסקרים המפורטים ביותר של הגלקסיות הרחוקות ביותר. הגלקסיות הללו כל כך רחוקות, אנו רואים אותן כפי שהן נראו כאשר היקום היה פחות ממחצית גילו הנוכחי. אחת ההפתעות הגדולות של הסקר הזה; עם זאת, עד כמה הגלקסיות הצעירות הללו תואמות את המבנים שאנו רואים ביקום הנוכחי. המשמעות היא שגלקסיות התפתחו ככל הנראה דרך התנגשויות ומיזוגים מוקדם הרבה יותר ממה שהאמינו בעבר.
צוות אסטרונומים מצרפת, ארה"ב, יפן וקוריאה, בראשות דניס בורגארלה, גילה לאחרונה גלקסיות חדשות ביקום הקדום. הם התגלו לראשונה הן בקרבת ה- UV והן באורכי הגל האינפרא אדום-רחוק. הממצאים שלהם ידווחו בגיליון הקרוב של Astronomy & Astrophysics. תגלית זו מהווה צעד חדש להבנת התפתחות הגלקסיות.
האסטרונום דניס בורגארלה (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, צרפת) ועמיתיו מצרפת, ארה"ב, יפן וקוריאה, הודיעו לאחרונה על גילוי הגלקסיות החדשות ביקום הקדום שניהם לראשונה באזור ה- UV הקרוב ובאורך הגל האינפרא אדום-רחוק. תגלית זו מובילה לחקירה יסודית ראשונה של גלקסיות מוקדמות. על הגילוי ידווח בגיליון הקרוב של אסטרונומיה ואסטרופיסיקה.
הידע של גלקסיות מוקדמות עשה התקדמות משמעותית בעשר השנים האחרונות. מסוף 1995 אסטרונומים משתמשים בטכניקה חדשה, המכונה "טכניקת שבירת Lyman". טכניקה זו מאפשרת לזהות גלקסיות רחוקות מאוד. הם נראים כפי שהיו כאשר היקום היה צעיר בהרבה, ובכך מספקים רמזים לאופן בו התהוותו והתפתחות הגלקסיות. טכניקת שבירת Lyman העבירה את גבול סקרי הגלקסיות הרחוקות עד למשמרת אדומה z = 6-7 (כלומר בערך 5% מהעידן הנוכחי של היקום). באסטרונומיה המשמרת האדומה מציינת את מעבר גל האור מגלקסיה שמתרחקת מכדור הארץ. גל האור מוזז לעבר אורכי גל ארוכים יותר, כלומר לעבר הקצה האדום של הספקטרום. ככל שההיסטה האדומה של גלקסיה גבוהה יותר, היא רחוקה מאיתנו.
טכניקת שבירת Lyman מבוססת על "היעלמותן" האופיינית של גלקסיות רחוקות שנצפו באורכי הגל האולטרה-סגול. מכיוון שאור מגלקסיה מרוחקת נספג כמעט במלואו במימן במהירות של 0.912 ננומטר (בגלל קווי הקליטה של המימן, שהתגלה על ידי הפיזיקאי תיאודור לימן), הגלקסיה "נעלמת" במסנן האולטרה-סגול הרחוק. איור 2 ממחיש את היעלמותו? של הגלקסיה במסנן ה- UV הרחוק. אי-המשכיות של Lyman צריכה להתרחש באופן תיאורטי במהירות של 0.912 ננומטר. פוטונים באורכי גל קצרים יותר נספגים על ידי מימן סביב כוכבים או בתוך הגלקסיות הנצפות. עבור גלקסיות בעלות משמרות אדומות גבוהות, רציפות הרציפות של Lyman מוזזת מחדש כך שהיא מתרחשת באורך גל ארוך יותר וניתן לראות אותה מכדור הארץ. מתצפיות על בסיס קרקע, אסטרונומים יכולים כיום לאתר גלקסיות עם טווחי משמרות אדומים של z ~ 3 עד z ~ 6. עם זאת, ברגע שהתגלה, עדיין קשה מאוד לקבל מידע נוסף על גלקסיות אלה מכיוון שהן מאוד קלושות.
לראשונה דניס בורגארלה וצוותו הצליחו לגלות גלקסיות פחות רחוקות באמצעות טכניקת שבירת Lyman. הצוות אסף נתונים ממקורות שונים: נתוני UV מלוויין GALEX של NASA, נתונים אינפרא אדום מלוויין SPITZER ונתונים בטווח הנראה בטלסקופים של ESO. מנתונים אלה הם בחרו בכ -300 גלקסיות המראות היעלמות UV רחוקה. לגלקסיות אלה משמרת אדומה שנעה בין 0.9 ל 1.3, כלומר הן נצפות ברגע בו היקום היה פחות ממחצית הגיל הנוכחי שלו. זו הפעם הראשונה שמגלה מדגם גדול של גלקסיות שוברים של Lyman Break ב- z ~ 1. מכיוון שגלקסיות אלה רחוקות פחות מהדגימות שנצפו עד כה, הן גם בהירות וקלות יותר ללימוד בכל אורכי הגל ובכך מאפשרות לבצע ניתוח מעמיק מ- UV לאינפרא אדום.
תצפיות קודמות על גלקסיות רחוקות הובילו לגילוי של שתי שכבות גלקסיות, אחת מהן כוללת גלקסיות הפולטות אור בטווחי אורך הגל הקרוב ל- UV וגלויים גלויים. סוג הגלקסיה הנוסף פולט אור בטווחי האינפרא אדום (IR) ותת-הצלע התחתון. גלקסיות ה- UV לא נצפו בטווח האינפרא אדום ואילו גלקסיות ה- IR לא נצפו ב- UV. לפיכך היה קשה להסביר כיצד גלקסיות כאלה יכולות להתפתח לגלקסיות של ימינו הפולטות אור בכל אורכי הגל. עם עבודתם, דניס בורגארלה ועמיתיו עשו צעד לעבר פיתרון הבעיה. כאשר התבוננו במדגם החדש שלהם של גלקסיות z ~ 1, הם גילו שכ- 40% מהגלקסיות הללו פולטות אור גם בתחום האינפרא אדום. זו הפעם הראשונה שמספר ניכר של גלקסיות רחוקות נצפו הן בטווחי אורך הגל של ה- UV והן של ה- IR, תוך שילוב התכונות של שני הסוגים העיקריים.
מתצפיות על מדגם זה, הצוות הצוות גם מידע אחר אודות הגלקסיות הללו. שילוב מדידות UV ואינפרא אדום מאפשר לקבוע לראשונה את קצב היווצרות הכוכבים בגלקסיות הרחוקות הללו. כוכבים נוצרים שם באופן פעיל מאוד, בשיעור של כמה מאות עד אלף כוכבים בשנה (רק כמה כוכבים נוצרים כיום בגלקסיה שלנו בכל שנה). הצוות גם חקר את המורפולוגיה שלהם, ומראה שרובם גלקסיות ספירליות. עד כה האמינו כי גלקסיות רחוקות הן בעיקר גלקסיות אינטראקציות, עם צורות לא סדירות ומורכבות. דניס בורגארלה וחבריו הראו כעת כי הגלקסיות במדגם שלהן, שנראו כאשר היקום היה בערך 40% מגילו הנוכחי, הן בעלות צורות קבועות, בדומה לגלקסיות של ימינו כמו שלנו. הם מביאים אלמנט חדש להבנתנו את התפתחות הגלקסיות.
המקור המקורי: מהדורת חדשות אסטרונומיה ואסטרופיסיקה
