O nouă vedere de la Telescopul Spațial Hubble arată unele dintre primele galaxii strălucitoare apărute în Univers, apărute în urmă cu aproximativ 13 miliarde de ani, sau 900 de milioane de ani după Big Bang. Galaxii ca acestea nu au fost vizibile la 700 de milioane de ani după Big Bang, astfel încât galaxiile mai mici trebuie să se contopesc destul de rapid pentru ca acestea să devină mari și luminoase. Descoperirile au fost făcute în Hubble Ultra Deep Field și în Great Observatory Origins Deep Survey Fields.
O căutare sistematică a primelor galaxii strălucitoare care se vor forma în universul timpuriu a dezvăluit un salt dramatic în numărul de astfel de galaxii în urmă cu aproximativ 13 miliarde de ani. Aceste observații ale primelor etape ale evoluției galaxiilor oferă noi dovezi pentru teoria ierarhică a formării galaxiilor - ideea că galaxiile mari construite de-a lungul timpului în timp ce galaxii mai mici s-au ciocnit și s-au contopit.
Astronomii Rychard Bouwens și Garth Illingworth de la Universitatea din California, Santa Cruz, au folosit telescopul spațial Hubble pentru a explora formarea galaxiilor în primii 900 de milioane de ani după Big Bang. Ei au raportat ultimele descoperiri ale acestora în numărul din 14 septembrie al revistei Nature.
Observații profunde în trei petele întunecate de cer - câmpul Hubble Ultra Deep și câmpurile Marilor Observații Origine Deep Survey - au adunat lumina slabă emisă acum 13 miliarde de ani de stelele în galaxiile primordiale. Doar cele mai strălucitoare galaxii puteau fi detectate la distanțe atât de mari.
„Acestea sunt cele mai profunde date cu infraroșu și optice date vreodată. Ne uităm la o etapă foarte timpurie în formarea galaxiilor ”, a spus Illingworth, profesor de astronomie și astrofizică la UCSC.
Cercetătorii au observat sute de galaxii strălucitoare la aproximativ 900 de milioane de ani după Big Bang. Dar, atunci când arătau mai adânc, cu aproximativ 200 de milioane de ani mai devreme, nu au găsit decât unul. Relaxarea criteriilor lor de căutare a fost un pic mai mulți candidați, dar în mod clar, o mulțime de schimbări au avut loc în acei 200 de milioane de ani, a spus Illingworth.
„Cele mai mari, mai luminoase galaxii pur și simplu nu erau în loc la 700 de milioane de ani după Big Bang. Cu toate acestea, 200 de milioane de ani mai târziu au existat multe altele, așa că trebuie să fi existat multe fuziuni de galaxii mai mici în acea perioadă ”, a spus el.
Astronomii pot determina atunci când lumina a fost emisă dintr-o sursă îndepărtată prin redshift-ul său, o măsură a modului în care expansiunea universului a întins lungimile de undă ale luminii în timp ce a călătorit prin spațiu pe distanțe vaste. Bouwens, un coleg postdoctoral la UCSC și primul autor al lucrării Nature, a dezvoltat un software pentru a analiza sistematic datele Hubble în căutarea galaxiilor high-redshift.
Datele proveneau de la două instrumente puternice de pe Hubble, Camera avansată pentru sondaje (ACS) și Camera infraroșie aproape și spectrograf cu obiecte multiple (NICMOS). Cercetătorii au comparat numărul de galaxii depistate la un redshift de 7 până la 8 (700 de milioane de ani după Big Bang) cu ceea ce s-ar fi putut aștepta să găsească dacă populația de galaxii ar fi fost ca populația pe care o observaseră la redshift 6 (200 milioane de ani mai târziu). În funcție de strictul criteriilor de selecție, au găsit o galaxie unde s-ar fi așteptat 10 sau patru unde s-ar fi așteptat 17.
„Abordarea noastră oferă un mod foarte cantitativ de a măsura construirea structurii în univers, astfel încât putem vedea cât de repede s-a schimbat de-a lungul timpului, deoarece galaxii mai mici se contopeau pentru a forma altele mai mari”, a spus Bouwens.
Galaxiile observate în acest sondaj sunt mult mai mici decât propria noastră Calea Lactee și alte galaxii uriașe văzute astăzi în universul din apropiere. Aceste galaxii timpurii au fost de asemenea formate de stele, emitând lumină albăstruie care a fost mutată spre lumină roșie în timpul călătoriei sale de 13 miliarde de ani spre detectoarele sensibile ale lui Hubble.
„Este destul de uimitor că suntem capabili să privim în urmă pe 13 miliarde de ani. Ne uităm la galaxii care au evoluat deja din precursori mai mici, dar au trecut doar câteva sute de milioane de ani după formarea primelor stele ”, a spus Illingworth.
Dacă Calea Lactee este un vârstnic galactic, atunci aceste galaxii sunt copii mici sau preșcolari. Deocamdată, cercetătorii nu sunt capabili să detecteze galaxiile infantile și mai mici care trebuie să se fi contopit pentru a forma aceste prime galaxii strălucitoare.
Dar semințele acelor prime galaxii pot fi văzute în radiația cosmică de fundal a microundelor, măsurată cel mai recent și cu exactitate de sonda Wilkinson Microwave Anisotropy (WMAP), care arată fluctuații ușoare ale densității într-un univers remarcabil omogen la aproximativ 400.000 de ani de la Marea Bang.
„Foarte devreme în evoluția universului, totul a fost foarte lin. Dar, de-a lungul timpului, universul a devenit din ce în ce mai aglomerat pe măsură ce gravitația a tras mai multă materie în zonele mai dense ”, a spus Bouwens. „Observațiile noastre despre galaxiile timpurii ne permit să măsurăm cât de rapid a evoluat universul de la grupări mai mici la mai mari.”
Detectarea primelor galaxii formate va fi posibilă cu succesorul lui Hubble, James Webb Space Telescope, planificat în prezent pentru lansare în 2013, a spus Illingworth. Informații suplimentare despre căutarea primelor galaxii sunt disponibile pe web la http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Sursa originală: Comunicat de presă UCSC
