13 galaxii îndepărtate găsite într-un eșantion de cer. Credit imagine: ESO. Faceți clic pentru a mări.
Este unul dintre obiectivele majore ale cosmologiei observaționale de a urmări modul în care galaxiile s-au format și au evoluat și de a o compara cu predicțiile din modelele teoretice. Prin urmare, este esențial să cunoaștem cât mai precis câte galaxii au fost prezente în Univers în diferite epoci.
Acest lucru este mai ușor de spus decât de făcut. Într-adevăr, dacă numărarea galaxiilor din imagini astronomice profunde este relativ simplă, măsurarea distanței lor - prin urmare, epoca din istoria universului în care o vedem [1] - este mult mai dificilă. Acest lucru necesită luarea unui spectru al galaxiei și măsurarea redshift-ului acesteia [2].
Cu toate acestea, pentru cele mai slabe galaxii - care sunt cel mai probabil cele mai îndepărtate și, prin urmare, cele mai vechi - acest lucru necesită mult timp de observare pe cel mai mare dintre telescoape. Până acum, astronomi au fost astfel selectați cu atenție primele galaxii de tip high-red candidat, pentru a minimiza timpul petrecut pentru măsurarea distanței. Se pare însă că astronomii erau prea atenți în acest sens și, prin urmare, aveau o imagine greșită a populației de galaxii.
Ar fi mai bine să observați „pur și simplu” într-o patch-ul dat al cerului toate galaxiile mai strălucitoare decât o limită dată. Dar privirea la un obiect la un moment dat ar face imposibil un astfel de studiu.
Pentru a face față provocării, o echipă de astronomi francezi și italieni [3] a folosit cel mai mare telescop posibil cu un instrument extrem de specializat, foarte sensibil, care este capabil să observe un număr foarte mare de obiecte (slabe) din universul îndepărtat.
Astronomii au folosit Spectrograful VIsible Multi-Object (VIMOS) de pe Melipal, unul dintre telescoapele de 8,2 m ale foarte mari arhiere ale telescopului ESO. VIMOS poate observa spectrele a aproximativ 1000 de galaxii într-o singură expunere, din care pot fi măsurate redshift-urile, deci distanțele. Posibilitatea de a observa două galaxii simultan ar fi echivalent cu utilizarea a două telescoape VLT Unit simultan. VIMOS înmulțește astfel eficient eficiența VLT de sute de ori.
Acest lucru face posibilă completarea în câteva ore a observațiilor care ar fi luat luni în urmă cu doar câțiva ani. Cu capacități de până la zece ori mai productive decât instrumentele concurente, VIMOS oferă pentru prima dată posibilitatea de a efectua un recensământ imparțial al Universului îndepărtat.
Folosind eficiența ridicată a instrumentului VIMOS, echipa de astronomi s-a angajat în VIMOS VLT Deep Survey (VVDS) al cărui obiectiv este de a măsura într-o patch-ul selectat al cerului redshift-ul tuturor galaxiilor mai strălucitor decât magnitudinea 24 în roșu, adică , galaxii care sunt cu până la 16 milioane mai slabe decât ceea ce poate vedea ochiul neajutat.
Într-un eșantion total de aproximativ 8.000 de galaxii selectate numai pe baza luminozității observate în lumina roșie, au fost descoperite aproape 1.000 de galaxii strălucitoare și puternice formând stele la o epocă de la 1.500 la 4.500 de milioane de ani după Big Bang (redshift între 1.4 și 5) .
„Spre surprinderea noastră”, afirmă Olivier Le F? Vre, de la Laboratoire întreprinsă de Marseille (Franța) și co-lider al proiectului VVDS, „aceasta este de două până la șase ori mai mare decât a fost găsită de lucrările anterioare. Aceste galaxii au fost ratate, deoarece sondajele anterioare au selectat obiecte într-o manieră mult mai restrictivă decât noi. Și au făcut acest lucru pentru a adapta eficiența mult mai scăzută a generației anterioare de instrumente. ”
În timp ce observațiile și modelele au indicat constant că Universul nu a format încă multe stele în primele miliarde de ani ale timpului cosmic, descoperirea făcută de oamenii de știință solicită o schimbare semnificativă în această imagine.
Combinând spectrele tuturor galaxiilor dintr-un interval dat redshift (adică aparținând aceleiași epoci), astronomii ar putea estima cantitatea de stea formată în aceste galaxii. Ei descoperă că galaxiile din universul tânăr se transformă în stele între 10 și 100 de ori mai mult decât masa Soarelui nostru într-un an.
„Această descoperire implică faptul că galaxiile au format mai multe stele la începutul vieții Universului decât se crezuse până acum”, explică Gianpaolo Vettolani, celălalt co-lider al proiectului VVDS, care lucrează la INAF-IRA la Bologna (Italia). „Aceste observații vor cere o reevaluare profundă a teoriilor noastre despre formarea și evoluția galaxiilor într-un Univers în schimbare.”
Acum rămâne pentru astronomi să explice cum se poate crea o populație atât de mare de galaxii, producând mai multe stele decât se presupunea anterior, într-un moment în care Universul avea aproximativ 10-20% din vârsta actuală.
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
