Οι αστρονόμοι βρίσκουν νέα στοιχεία για την εντονότερη  φάση σχηματισμού αστεριών στο Σύμπαν

Από την ιστοσελίδα του Caltech, 18 Απριλίου 2003

Νέες μετρήσεις των αποστάσεων από μακρινούς γαλαξίες ενισχύουν την άποψη ότι η ισχυρότερη φάση του σχηματισμού των άστρων στο Σύμπαν εμφανίστηκε περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια μετά από το Big Bang.

Στο περιοδικό Nature, οι αστρονόμοι του Τεχνολογικού Ιδρύματος Καλιφόρνιας Scott Chapman και Andrew Blain, μαζί με τους Βρετανούς συναδέλφους τους Ian Smail και Rob Ivison, πήραν τις ερυθρές μετατοπίσεις 10 εξαιρετικά απόμακρων γαλαξιών, που δείχνουν ότι οι φωτεινότεροι ανιχνευθέντες γαλαξίες δημιουργήθηκαν σε μια μάλλον μικρή χρονική περίοδος. Οι αστρονόμοι από καιρό ξέρουν ότι ορισμένοι γαλαξίες μπορούν να φανούν δισεκατομμύρια χρόνια μετά από το Big Bang, αλλά μια σχετικά πρόσφατη ανακάλυψη ενός τύπου εξαιρετικά φωτεινού γαλαξία -- είναι μεν πολύ εξασθενημένος στο ορατό φως, αλλά πολύ φωτεινότερος δε στα πιο μακρά μήκη κύματος -- είναι το κλειδί στα νέα αποτελέσματα.

Αυτός ο τύπος γαλαξία βρέθηκε αρχικά το 1997 χρησιμοποιώντας μια νέα και πιο ευαίσθητη φωτογραφική μηχανή για την παρατήρηση στα μικρά μήκη κύματος, αλλά κάπως πιο βραχέα από τα ραδιοκύματα. Η φωτογραφική μηχανή συνδέθηκε με το τηλεσκόπιο James Clerk Maxwell (JCMT), στο όρος Mauna Kea στη Χαβάη.

Αυτή η ακτινοβολία παράγεται από τη θερμή γαλαξιακή "σκόνη" -- στερεά σωματίδια διαμέτρου παρόμοιας με τα σωματίδια της αιθάλης, που βρίσκονται μεταξύ των αστεριών στους γαλαξίες. Βασισμένοι στα ασυνήθιστα φάσματά τους, οι εμπειρογνώμονες αυτοί σκέφθηκαν ότι πιθανόν αυτοί οι γαλαξίες θα μπορούσαν να βρίσκονται χρονικά ακόμα πιο κοντά στο Big Bang.

Επειδή το JCMT μπορεί να δει λεπτομέρειες του ουρανού, τόσο λεπτές όσο και οι λεπτομέρειες που φαίνονται από τα τηλεσκόπια που λειτουργούν στα ορατά και ράδιοφωνικά  μήκη κύματος, και επειδή αυτοί γαλαξίες είναι πολύ εξασθενημένοι, οι ερευνητές καθόρισαν με μεγάλη δυσκολία τις ακριβείς θέσεις των γαλαξιών όπως και τις αποστάσεις τους. Χωρίς να βρεθεί η ακριβή τους απόσταση, είναι δύσκολο να ειπωθεί πόση ενέργεια παράγουν τέτοιοι γαλαξίες. Και χωρίς την γνώση του πόσο ισχυροί είναι, δεν είναι βέβαιο πόσο σημαντικοί είναι τέτοιοι γαλαξίες στο Σύμπαν.

Τα νέα αποτελέσματα συνδυάζουν την εργασία διάφορων οργάνων, συμπεριλαμβανομένης και της Πολύ Μεγάλης Σειράς στο Νέο Μεξικό (που είναι παγκοσμίως το πιο ευαίσθητο ραδιοτηλεσκόπιο), και ένα από τα τηλεσκόπια των 10 μέτρων στο παρατηρητήριο Keck Observatory, που είναι από τα μεγαλύτερα οπτικά τηλεσκόπια. Αυτά τα όργανα επισήμαναν αρχικά τη θέση αυτών των γαλαξιών, και κατόπιν μετρήθηκαν οι αποστάσεις τους. Το άρθρο στο Nature εκθέτει τις πρώτες 10 μετρηθείσες αποστάσεις.

Το τηλεσκόπιο Keck βρήκε την φασματική υπογραφή του αερίου υδρογόνου στην υπεριώδη περιοχή των 0.1215 μm, pου δημιουργείται είτε από έναν μεγάλο αριθμό καυτών, νέων αστεριών είτε από την ενέργεια που ελευθερώνεται καθώς η ύλη εισέρχεται περιστρεφόμενη σε μια μαύρη τρύπα στον πυρήνα ενός γαλαξία. Η ακτινοβολία αυτή ανιχνεύθηκε όμως σε ένα μεγαλύτερο, πιο ερυθρό μήκος κύματος, λόγω της μετατόπισης Doppler εξαιτίας της γρήγορης διαστολής του σύμπαντος, ενώ το φως ταξιδεύει προς τη Γη.

Και οι 10 γαλαξίες που ανιχνεύθηκαν εξέπεμψαν το φως όταν το σύμπαν είχε ηλικία μικρότερη από έξι δισεκατομμύρια έτη. Ο πιο απόμακρος γαλαξίας παρήγαγε το φως του μόνο δύο δισεκατομμύρια χρόνια μετά από το Big Bang (12 δισεκατομμύρια χρόνια πριν). Κατά συνέπεια, οι γαλαξίες αυτοί επιβεβαιώνονται τώρα ότι είναι ο φωτεινότερος τύπος γαλαξιών στον Κόσμο, αρκετές φορές φωτεινότεροι από το Γαλαξία μας, και 10 τρισεκατομμύρια φορές φωτεινότεροι από τον ήλιο μας.

Είναι πιθανό ότι ο σχηματισμός τέτοιων απομακρυσμένων αντικειμένων έγινε μετά τη δημιουργία των πρώτων αστέρων εμπλουτισμένων με άνθρακα, πυρίτιο, και οξυγόνο.

Με την ανίχνευση αυτών των γαλαξιών, οι αστρονόμοι του Caltech κατέγραψαν τους πιο ακραίους γαλαξίες στο Σύμπαν στην αιχμή της δραστηριότητας τους.