השיא לגלקסי הרחוק יותר שבור שוב

אשראי תמונה: ESO
צוות של אסטרונומים צרפתיים ושוויצרים [2] מצא בכמה גלקסיות קלושות שנחשבו הרחוקות ביותר הידועות באמצעות מכשיר הכוכבים הקרוב לאינפרא אדום של ISAAC בטלסקופ הגדול מאוד של ESO, ואפקט ההגדלה של עדשת כבידה.

מחקרים ספקטרוסקופיים נוספים של אחד המועמדים הללו סיפקו מקרה חזק למה שהיא כיום בעלת השיא החדשה - ובגדול - של הגלקסיה הרחוקה ביותר הידועה ביקום.

הגלקסיה החדשה ששמה Abell 1835 IR1916 היא בעלת משמרת אדומה של 10 [3] והיא ממוקמת בערך 13,230 מיליון שנות אור משם. לפיכך נראה בתקופה שהיקום היה רק ​​470 מיליון שנים צעירים, כלומר בקושי 3 אחוז מגילו הנוכחי.

גלקסיה קדמונית זו נראית מסיבית פי עשרת אלפים פחות מהגלקסיה שלנו, שביל החלב. יתכן שזה בין המחלקה הראשונה של חפצים ששמו קץ לימי הביניים של היקום.

תגלית מדהימה זו ממחישה את הפוטנציאל הטמון בטלסקופים גדולים היבשתיים בתחום האינפרא אדום הקרוב לחקירת היקום המוקדם מאוד.

חופרים אל העבר
כמו פליאונטולוגים שחופרים יותר ויותר לעומק כדי למצוא את השרידים העתיקים ביותר, אסטרונומים מנסים לחפש רחוק יותר ויותר לבחון את היקום הצעיר מאוד. המסע האולטימטיבי? מציאת הכוכבים והגלקסיות הראשונות שנוצרו מעט לאחר המפץ הגדול.

ליתר דיוק, אסטרונומים מנסים לחקור את "השטחים הלא ידועים" האחרונים, הגבול בין "ימי הביניים האפלים" ל"רנסנס הקוסמי ".

זמן קצר לאחר המפץ הגדול, שכעת אמורים היה לפני 13,700 מיליון שנה, היקום צלל לחושך. קרינת השריד מכדור האש הקדמוני נמתחה על ידי ההתפשטות הקוסמית לעבר אורכי גל ארוכים יותר ועדיין לא נוצרו כוכבים ולא קוואזרים שיכולים להאיר את החלל העצום. היקום היה מקום קר ואטום. עידן קודר זה מכונה אפוא באופן די סביר "ימי הביניים האפלים".

כמה מאות מיליוני שנים לאחר מכן, דור הכוכבים הראשון, ובהמשך, הגלקסיות והקוואזרים הראשונים, ייצרו קרינה אולטרה סגולה עזה, והניפו בהדרגה את הערפל מעל היקום.

זה היה סוף ימי הביניים האפלים, ולעתים מכונה מונח שהשתלט על עצמו מההיסטוריה האנושית נקרא "הרנסנס הקוסמי".

אסטרונומים מנסים להצביע מתי - ואיך - בדיוק סיימו ימי הביניים. זה דורש לחפש את האובייקטים המרוחקים ביותר, אתגר שרק הטלסקופים הגדולים ביותר, בשילוב אסטרטגיית תצפית זהירה מאוד, יכולים לעמוד בו.

באמצעות טלסקופ כבידה
עם כניסתם של טלסקופים בגודל 8-10 מטרים הושגה התקדמות מרהיבה בעשור האחרון. אכן, מאז התאפשר לצפות בפרטי פרטים על כמה אלפי גלקסיות וקוואזרים למרחקים של כמעט 12 מיליארד שנות אור (כלומר עד שינוי אדום של 3 [3]). במילים אחרות, אסטרונומים יכולים כעת ללמוד גלקסיות בודדות, את היווצרותם, התפתחותם ותכונות אחרות על פני 85% מההיסטוריה העולמית של היקום.

אולם בהמשך בעבר, תצפיות על גלקסיות וקוואזרים הופכות נדירות. נכון לעכשיו, רק קומץ של גלקסיות קלושות מאוד נראות בערך 1,200 עד 750 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול (משמרת אדומה 5-7). מעבר לכך, הקלוש של מקורות אלה והעובדה שאורם מועבר מהאופטיקה לאינפרא אדום הקרוב, הגביל עד כה את המחקרים עד מאוד.

פריצת דרך חשובה במסע זה אחר הגלקסיה המוקדמת ביותר הושגה כעת על ידי צוות אסטרונומים צרפתי ושוויצרי [2] המשתמשים בטלסקופ Very Large Telescope (ESL) של ESO המצויד בכלי הרגיש כמעט אינפרא אדום ISAAC. כדי להשיג זאת הם נאלצו לשלב את אפקט הגברת האור של מקבץ גלקסיות - טלסקופ כבידה - עם כוח איסוף האור של ה- VLT ותנאי השמיים המצוינים השוררים ב- Paranal.

חיפוש אחר גלקסיות רחוקות
המצוד אחר חפצים קלושים וחמקמקים כאלה דורש גישה מסוימת.

ראשית, תמונות עמוקות מאוד של אשכול גלקסיות בשם Abell 1835 צולמו באמצעות מכשיר ה- ISAAC כמעט אינפרא אדום ב- VLT. אשכולות מסיביים יחסית קרובים מסוגלים לכופף ולהגביר את אור מקורות הרקע - תופעה המכונה עדשת כבידה ומנבאת על ידי תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין.

הגברה טבעית זו מאפשרת לאסטרונומים להביט בגלקסיות שאחרת היו קלושות מכדי להיראות. במקרה של הגלקסיה החדשה שהתגלתה, האור מוגבר בערך 25 עד 100 פעמים! בשילוב עם הכוח של ה- VLT ניתן אפוא לדמיין ואף לצלם ספקטרום של הגלקסיה הזו. אכן, ההגברה הטבעית מגדילה למעשה את צמצם ה- VLT מ- 8.2 מ 'ל 40-80 מ'.

התמונות העמוקות קרוב ל- IR שצולמו באורכי גל שונים אפשרו לאסטרונומים לאפיין את המאפיינים של אלפי גלקסיות בודדות בתמונה ולבחור קומץ מהן כגלקסיות פוטנציאליות מאוד רחוקות. באמצעות תמונות שהתקבלו בעבר שצולמו בטלסקופ קנדה-צרפת-הוואי (CFHT) על מאונה קאה ובתמונות מטלסקופ החלל האבל, הוכח כי גלקסיות אלה אכן אינן נראות באופטיקה. באופן זה, הוכרו שש גלקסיות מועמדות בעלות משמרות אדומות גבוהות שאורן אולי נפלט כאשר היקום היה בן פחות מ -700 מיליון שנה.

כדי לאשר ולקבל קביעה מדויקת יותר של המרחק של אחת מהגלקסיות הללו, האסטרונומים השיגו את זמן שיקול דעתו של המנהל להשתמש שוב ב- ISAAC ב- VLT, אך הפעם במצב הספקטרוסקופי שלו. לאחר מספר חודשים של ניתוח זהיר של הנתונים, האסטרונומים משוכנעים כי גילו תכונה ספקטרלית חלשה אך ברורה בתחום האינפרא אדום הקרוב. האסטרונומים טענו מקרה חזק כי תכונה זו היא ללא ספק קו הפליטה של ​​Lyman-alpha האופייני לאובייקטים אלה. קו זה, המתרחש במעבדה באורך גל של 0.1216 מ ', כלומר באולטרה סגול, נמתח עד לאינפרא אדום הקרוב בגובה 1.34 מ', מה שהופך את אייבל 1835 IR1916 לגלקסיה הראשונה הידועה כבעלת משמרת אדומה גדולה כמו 10.

הגלקסיה הרחוקה ביותר הידועה עד כה
זהו המקרה החזק ביותר עבור משמרת אדומה העולה על הרשומה הנוכחית שאושרה בספקטרוסקופית ב = = 6.6 והמקרה הראשון של משמרת אדומה דו ספרתית. בהיקף גיל היקום לחייו של אדם (80 שנה, נניח), הרשומה הקודמת שאושרה הראתה פעוט בן ארבע שנים. עם התצפיות הנוכחיות, יש לנו תמונה של הילד כשהיה בן שנתיים וחצי.

מתמונות הגלקסיה הזו שהתקבלו בסרטי הגל השונים, מסיקים האסטרונומים שהיא עוברת תקופה של היווצרות כוכבים אינטנסיבית. אולם כמות הכוכבים הנוצרת מוערכת כ"רק "פי 10 ממסת השמש, קטנה כעשרת אלפים פעמים ממסת הגלקסיה שלנו, שביל החלב.

במילים אחרות, מה שהאסטרונומים רואים הוא אבן הבניין הראשונה של הגלקסיות הגדולות של ימינו. ממצא זה תואם היטב את ההבנה הנוכחית שלנו את תהליך היווצרות הגלקסיות המתאים לבנייה רצופה של הגלקסיות הגדולות שנראו כיום באמצעות מיזוגים רבים של "אבני בניין", גלקסיות קטנות וצעירות יותר שנוצרו בעבר.

אבני הבניין הללו הם שאולי סיפקו את מקורות האור הראשונים שהעלו את הערפל מעל היקום ושמו קץ לימי האפל.

עבור רוזר פל ?, ממצפה הכוכבים Midi-Pyr? Nes (צרפת) ומנהיג משותף של הצוות, "תצפיות אלה מראות כי בתנאי שמיים מעולים כמו אלה במצפה הפרנל של ESO, ומשתמשים בעדשות כבידה חזקות, תצפיות ישירות עם גלקסיות רחוקות הקרובות לימי האפל ניתן לממש את הטלסקופים הטובים ביותר על הקרקע. "

מנהיגו השני של הצוות, דניאל שרר מהמצפה הכוכב בז'נבה והאוניברסיטה (שוויץ), נרגש: "תגלית זו פותחת את הדרך לחקירות עתידיות של הכוכבים והגלקסיות הראשונות ביקום הקדום."

עוד מידע
המידע המוצג בהודעה לעיתונות זו מבוסס על מאמר מחקרי בכתב העת המחקר האירופי "אסטרונומיה ואסטרופיסיקה" (A&A, כרך 416, עמוד L35; "תצפיות ISAAC / VLT של גלקסיית עדשות ב = 10.0" מאת רוזר פל? , דניאל שרר, יוהאן ריצ'רד, ז'אן-פראן? לה-בורנה וג'ין-פול קניב). זה זמין באינטרנט באתר EDP.

הסברים ותמונות נוספים זמינים בדף האינטרנט של המחברים, בכתובת http://obswww.unige.ch/sfr ו- http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/

המקור המקורי: פרסום חדשות ESO