Astronomowie odkryli, jaka może być najodleglejsza jak dotąd galaktyka

Astronomowie ostatnio skaczą na siebie w przeszłość. W zeszłym tygodniu grupa korzystająca z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a ogłosiła, że ​​odkryła, co może być Najdalsza i najstarsza gwiazda, jaką kiedykolwiek widzianozwany Earendel, który świecił 12,9 miliarda lat temu, zaledwie 900 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Teraz inna międzynarodowa grupa astronomów, przesuwając granice największych teleskopów na Ziemi, twierdzi, że odkryła coś, co wydaje się być najstarszą i najodleglejszą grupą światła gwiazd, jaką kiedykolwiek widziano: czerwonawym punktem pożytecznie zwanym HD1, który wydzielał ogromne ilości energii dopiero po 330 milionach lat od Wielkiego Wybuchu. Ta sfera czasu nie została jeszcze zbadana. Kolejny punkt, HD2 pojawia się prawie z daleka.

Astronomowie mogą tylko zgadywać, czym są te plamy – galaktykami, kwazarami, a może czymś zupełnie innym – czekając na swoją szansę zaobserwowania ich za pomocą nowego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Cokolwiek to jest, twierdzą astronomowie, mogą rzucić światło na kluczowy etap we wszechświecie, który ewoluował od pierwotnego ognia do planet, życia i nas.

„Byłem podekscytowany jako dziecko, które obejrzało pierwsze fajerwerki w fantastycznym i bardzo oczekiwanym programie” – powiedział Fabio Paccucci z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. „Może to być jeden z pierwszych błysków światła oświetlających wszechświat w pokazie, który ostatecznie stworzył każdą gwiazdę, planetę, a nawet kwiat, który widzimy wokół nas dzisiaj – ponad 13 miliardów lat później”.

Dr Bakuchi był członkiem zespołu kierowanego przez Yuichi Harikana z Uniwersytetu Tokijskiego, który spędził 1200 godzin, używając różnych teleskopów naziemnych w poszukiwaniu bardzo wczesnych galaktyk. Ich odkrycia zostały opublikowane w czwartek w Czasopismo Astrofizyczne i Comiesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego. To też była ich praca Wymieniony w magazynie Sky & Telescope wcześniej w tym roku.

W rozszerzającym się wszechświecie im dalej od nas znajduje się obiekt, tym szybciej się od nas oddala. Podobnie jak dźwięk syreny karetki pogotowia przechodzi w niższy ton, ten ruch powoduje przesunięcie światła ciała na dłuższe fale czerwone. W poszukiwaniu najdalszych galaktyk astronomowie przeszukali około 70 000 obiektów, przy czym HD1 jest najczerwieńszym, jaki mogli znaleźć.

„Czerwony kolor HD1 zaskakująco odpowiadał oczekiwanym cechom galaktyki odległej o 13,5 miliarda lat świetlnych, co wywołało u mnie gęsią skórkę, gdy ją znalazłem” – powiedział dr Harrikan w oświadczeniu wydanym przez Astrophysical Center.

Jednak złotym standardem dla odległości kosmicznych jest przesunięcie ku czerwieni, które pochodzi z uzyskania widma z obiektu i pomiaru, o ile długości fal emitowane przez charakterystyczne elementy zwiększają się lub zmieniają kolor na czerwony. Używając Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) — szereg radioteleskopów w Chile — dr Harikane i jego zespół uzyskali tymczasowe przesunięcie ku czerwieni HD1 równe 13, co oznacza, że ​​długość fali światła emitowanego przez atom tlenu została rozszerzona do 14 razy większa od długości fali w bezruchu. Przesunięcie ku czerwieni drugiej masy nie zostało określone.

Hipotetyczna galaktyka sięga zaledwie 330 milionów lat po rozpoczęciu czasu i trafia na teren łowiecki Teleskopu Webba, który będzie również w stanie potwierdzić pomiar przesunięcia ku czerwieni.

„Jeśli można potwierdzić przesunięcie ku czerwieni ALMA, to byłaby naprawdę niesamowita rzecz” – powiedział. Marcia Ricci z University of Arizona i jest głównym badaczem Teleskopu Webba.

Zgodnie z historią, którą opowiadają astronomowie, droga do wszechświata, jaki znamy, rozpoczęła się około 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu, kiedy wodór i hel, które powstały w pierwotnej eksplozji, zaczęły się kondensować w pierwsze gwiazdy, znane jako Gwiazdy 3 ( Populacja) 1 i 2, które zawierają Zawierają duże ilości ciężkich pierwiastków, które są obecne w dzisiejszych galaktykach). Takie gwiazdy, składające się wyłącznie z wodoru i helu, nigdy nie były obserwowane i byłyby znacznie większe i jaśniejsze niż te we współczesnym wszechświecie. Spaliłyby się na gorąco i szybko zginęły w wybuchach supernowych, które następnie zapoczątkowały ewolucję chemiczną, aby zanieczyścić pierwotny wszechświat pierwiastkami takimi jak tlen i żelazo, które są rzeczami od nas.

Dr Bakuchi powiedział, że początkowo myśleli, że HD1 i HD2 są tak zwanymi galaktykami, w których wybuchają gwiazdy, które pękają od nowych gwiazd. Jednak po dalszych badaniach odkryli, że HD1 wydaje się wytwarzać gwiazdy 10 razy szybciej niż zwykle robią to te galaktyki.

Inną możliwością, jak powiedział dr Pacochi, jest to, że w tej galaktyce narodziła się pierwsza superjasna grupa trzech gwiazd. Innym wyjaśnieniem jest to, że całe to promieniowanie pochodzi z rozpraszania materii w supermasywnej czarnej dziurze o masie 100 milionów mas Słońca. Jednak astronomom trudno jest wyjaśnić, w jaki sposób czarna dziura mogła tak wcześnie urosnąć w kosmos.

Czy urodziła się w ten sposób – w chaosie Wielkiego Wybuchu – czy była po prostu naprawdę głodna?

„HD1 reprezentuje gigantyczne dziecko w sali porodowej we wczesnym wszechświecie” – powiedział Avi Loeb, współautor artykułu dr Bakuchi.