Timp de zeci de ani, astronomii încearcă să vadă cât mai departe în Universul profund. Observând cosmosul așa cum a fost la scurt timp după Big Bang, astrofizicienii și cosmologii speră să învețe tot ce pot despre formarea timpurie a Universului și evoluția sa ulterioară. Mulțumesc instrumentelor de genul Telescopul spațial Hubble, astronomii au putut vedea părți ale Universului care anterior erau inaccesibile.
Dar chiar și venerabilul Hubble este incapabil să vadă tot ceea ce se petrecea în timpul Universului timpuriu. Cu toate acestea, folosind puterea combinată a unora dintre cele mai noi observatorii astronomice din întreaga lume, o echipă de astronomi internaționali, condusă de Institutul de Astronomie al Universității din Tokyo, a observat 39 de galaxii antice nedescoperite anterior, o constatare care ar putea avea implicații majore pentru astronomie și cosmologie.
Echipa din spatele descoperirii a inclus membri de la Institutul de Astronomie al Universității Tokyo, Centrul Național Francez de Cercetare Științifică (CNRS), Universitatea Normală Anhui din China, Universitatea Ludwig-Maximilians din Munchen, Observatoarele Astronomice Naționale din China și Institutul Academia Sinica de Astronomie și Astrofizică (ASIAA) din Taiwan. Cercetările lor au apărut în numărul 7 august din Natură.
Localizarea „Invizibilului”
Cu alte cuvinte, primele galaxii posibile din Univers au rămas invizibile până acum, deoarece lumina lor este foarte slabă și apare la lungimi de undă lungi care nu pot fi detectate de Hubble. Echipa
Descoperirea care a rezultat nu a fost doar inedită, dar descoperirea a numeroase galaxii de acest tip sfidează modelele cosmologice actuale. Așa cum a explicat Tao Wang, cercetător din AISAA și coautor al studiului:
„Este pentru prima dată când o populație atât de mare de galaxii masive a fost confirmată în primii 2 miliarde de ani ai vieții universului de 13,7 miliarde de ani. Acestea anterior erau invizibile pentru noi. Această constatare contravine modelelor actuale pentru acea perioadă de evoluție cosmică și va ajuta la adăugarea unor detalii, care lipseau până acum. "
Aceste galaxii, deși erau cele mai mari existente la vremea respectivă, erau încă foarte greu de observat. O mare parte din motiv are legătură cu măsura în care lumina lor a fost întinsă prin expansiunea Universului. În astronomia de zi cu zi,
Acest lucru permite astronomilor să spună nu numai cât de îndepărtată este un obiect, dar cum arăta acel obiect în trecut. Dar când privim la cea mai timpurie epocă a Universului (acum peste 13 miliarde de ani), distanța imensă întinde lungimea de undă a luminii vizibile până în punctul în care nu mai este în domeniul luminii vizibile și devine infraroșu.
Un alt motiv pentru care aceste galaxii sunt dificil de observat este faptul că galaxiile mai mari tind să fie învăluite în praf, mai ales atunci când sunt încă în primele părți ale formării lor. Acest lucru tinde să le obscureze mai mult decât omologii lor galactici mai mici. Din aceste motive, exista o suspiciune că aceste galaxii nu erau la fel de bătrâne pe cât le-a sugerat echipa. După cum a indicat Wang:
„A fost greu să-i convingem pe colegii noștri că aceste galaxii erau la fel de vechi pe cât bănuiam că ar fi. Suspiciunile noastre inițiale despre existența lor proveneau din datele infraroșii ale Telescopului Spațial Spitzer. Însă ALMA are ochii ascuțiți și a dezvăluit detalii la lungimile de undă submillimetrice, cea mai bună lungime de undă pentru a face cu privirea prin praful prezent în universul timpuriu. Chiar și așa, a fost nevoie de date suplimentare de la imaginativul numit Very Large Telescope din Chile pentru a dovedi cu adevărat că vedem galaxii masive antice unde nu mai fusesem văzut până acum. "
Ce înseamnă asta pentru astronomie?
Deoarece descoperirea acestor galaxii sfidează modelele noastre cosmologice actuale, concluziile echipei au, în mod natural, implicații semnificative pentru astronomi. După cum a explicat Kotaro Kohno, profesor la Institutul de Astronomie și coautor la studiu:
„Cu cât este mai masivă o galaxie, cu atât este mai masivă gaura neagră supermasivă din inima ei. Deci, studiul acestor galaxii și evoluția lor ne va spune mai multe despre evoluția găurilor negre supermasive ”, a adăugat Kohno. „Galaxiile masive sunt, de asemenea, strâns legate de distribuția materiei întunecate invizibile. Aceasta joacă un rol în conturarea structurii și distribuției galaxiilor. Cercetătorii teoretici vor trebui să își actualizeze acum teoriile. ”
O altă descoperire interesantă a fost modul în care aceste 39 de galaxii antice diferă de ale noastre. Pentru început, aceste galaxii aveau o densitate mai mare de stele decât Calea Lactee. ceea ce înseamnă că, dacă galaxia noastră ar fi similară, stargazerii ar vedea ceva foarte diferit atunci când priveau cerul de noapte.
„În primul rând, cerul nopții ar părea mult mai maiestuos. Densitatea mai mare a stelelor înseamnă că ar exista mult mai multe stele apropiate prin apariția mai mare și mai luminoasă ", a spus Wang. „În schimb, cantitatea mare de praf înseamnă că stele mai îndepărtate ar fi mult mai puțin vizibile, așa că fundalul acestor stele apropiate strălucitoare ar putea fi un gol întunecat vast.”
Deoarece este prima dată când a fost descoperită o populație galactică de acest gen, astronomii așteaptă cu nerăbdare ce altceva ar putea găsi. În prezent, ALMA nu este suficient de sofisticat pentru a investiga compozițiile chimice și populațiile stelare ale acestor galaxii. Cu toate acestea, observatoarele de generație următoare vor avea rezoluția pentru ca astrnomerii să conducă aceste studii.
Acestea includ Telescopul spațial James Webb, care este în prezent prevăzut pentru lansare în 2021. Observatorii la sol, precum Telescopul extrem de mare al ESO (ELT), Telescopul treizeci de metri (TMT) și Telescopul gigant Magellan (GMT) joacă un rol vital.
Este o perioadă interesantă pentru astronomi și cosmologi. Încet atât de încet, ei descarcă un alt strat al Universului pentru a vedea ce secrete ascund de dedesubt!
