Ανακαλύφθηκε ο πιο μακρινός γαλαξίας που έχουμε δει ποτέ

Από την ιστοσελίδα της ESA, 15 Φεβρουαρίου 2004

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε τον πιο απόμακρο γνωστό γαλαξία στο σύμπαν. Υπολογίζεται ότι αυτός βρίσκεται κάπου 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας, δηλαδή το αντικείμενο εμφανίζεται σε μια εποχή που το σύμπαν ήταν μόνο 750 εκατομμυρίων χρόνων (μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη), όταν ο Κόσμος ήταν μόλις το 5% της σημερινής ηλικίας του.

Ο αρχέγονος γαλαξίας προσδιορίστηκε με το συνδυασμό της ισχύος του διαστημικού τηλεσκοπίου της NASA/ESA Hubble και των τηλεσκοπίων Keck στο  όρος Kea στη Χαβάη. Με τη βοήθεια ενός φυσικού κοσμικού βαρυτικού φακού (φαινόμενο βαρυτικής εστίασης), το αμυδρό φως αυτού του απόμακρου γαλαξία ενισχύθηκε σημαντικά έτσι ώστε να μπορούν να τον διακρίνουν τα μεγάλα παρατηρητήρια.

Ο πρόσφατα ανακαλυφθείς γαλαξίας πιθανώς είναι ένας νεαρός γαλαξίας που έλαμπε κατά τη διάρκεια του τέλους του "Κοσμικού Μεσαίωνα" - μια περίοδο στην κοσμική ιστορία που τελείωσε με τους πρώτους γαλαξίες και τα κβάζαρ να μετασχηματίζουν τα αδιαφανή, μοριακά υδρογόνα στο διαφανή, ιονισμένο σύμπαν που βλέπουμε σήμερα.

Ο νέος γαλαξίας ανιχνεύθηκε μετά από μια μακρόχρονη έκθεση του γειτονικού σμήνους των γαλαξιών Abell 2218, με την Προηγμένη Κάμερα Ερευνών του Hubble.

Αυτό το σμήνος είναι τόσο τεράστιο, που το φως των απόμακρων αντικειμένων (που βρίσκονται πίσω από το σμήνος), περνώντας μέσα από αυτόν, κάμπτεται και συγχρόνως ενισχύεται, όπως ένας μεγεθυντικός φακός ενισχύει και λυγίζει τις ακτίνες από τα αντικείμενα που περνούν μέσα από αυτόν. Τέτοια φυσικά βαρυτικά "τηλεσκόπια" επιτρέπουν στους αστρονόμους να δουν εξαιρετικά απόμακρα και εξασθενημένα αντικείμενα, που αλλιώς δεν θα μπορούσαν να φανούν.  Το φως του γαλαξία είναι πάρα πολύ εξασθενημένο, γιατί βρίσκεται σε πολύ μεγάλη απόσταση από εμάς. Τόση, που το ορατό φως του έχει μετατοπιστεί στα υπέρυθρα μήκη κύματος, που σημαίνει ότι είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθεί.

"Καθώς ψάχναμε για απόμακρους γαλαξίες, που το φως και το μέγεθος τους να ενισχύθηκαν από το σμήνος Abell 2218, ανιχνεύσαμε ένα ζευγάρι παρόμοιων εικόνων που το χρώμα και οι ιδιότητες δείχνουν ένα πολύ απόμακρο αντικείμενο", λέει ο αστρονόμος Jean-Paul Kneib (Παρατηρητήριο Πυρηναίων και Τμήμα Αστρονομίας του Caltech), ο οποίος είναι επικεφαλής συντάκτης του άρθρου για αυτή την ανακάλυψη, στο  Astrophysical Journal.

Η ανάλυση μιας σειράς εικόνων του Hubble δείχνει ότι το αντικείμενο βρίσκεται μεταξύ ερυθρής μετατόπισης z (redshift) 6,6 και 7,1, κάνοντας την, την πιο απόμακρη γνωστή πηγή αυτήν την περίοδο.

Εντούτοις, οι μακροχρόνιες εκθέσεις στην οπτική και υπέρυθρη ζώνη, που έχουν ληφθεί με τους φασματογράφους των τηλεσκοπίων Keck των 10 μέτρων, δείχνουν ότι το αντικείμενο έχει redshift z προς το ανώτερο τέλος αυτής της σειράς, δηλαδή γύρω στο 7.

Η ερυθρή μετατόπιση (redshift) είναι ένα μέτρο της μετατόπισης των μηκών κύματος του φωτός προς  μακρύτερα μήκη κύματος. Κι όσο μεγαλύτερη είναι η μετατόπιση προς τις πιο ερυθρές περιοχές του φάσματος, τόσο πιο απόμακρο είναι το αντικείμενο.

"Ο γαλαξίας που έχουμε ανακαλύψει είναι εξαιρετικά εξασθενημένος, και η επαλήθευση της απόστασής της είναι μια εξαιρετικά δύσκολη πρόκληση", λέει ο Kneib. "Χωρίς τη μεγέθυνση κατά 25 φορές από το σμήνος, αυτό το εξαιρετικά μακρινό και παλιό αντικείμενο (ο γαλαξίας) δεν θα μπορούσε να έχει προσδιοριστεί ή να έχει μελετηθεί με κανένα από τα παρόντα διαθέσιμα τηλεσκόπια. Ακόμα και τώρα, που ο κοσμικός φακός τον ενίσχυσε, η ανακάλυψη του έγινε δυνατή μόνο όταν φτάσαμε στα όρια τις δυνατότητες των σημερινών παρατηρητήριων μας!".

Χρησιμοποιώντας συγχρόνως την υψηλή ανάλυση του Hubble και της μεγάλης ενίσχυσης λόγω του κοσμικού φακού, οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι αυτό το αντικείμενο, αν και πολύ μικρό - μήκους μόνο 2.000 ετών φωτός - σχηματίζει αστέρια εξαιρετικά ενεργά. Εντούτοις, δύο περίεργες ιδιότητες της νέας πηγής είναι η φαινομενική έλλειψη της τυπικής γραμμής εκπομπής του υδρογόνου και το έντονο υπεριώδες φως της, που είναι πολύ ισχυρότερο από αυτό που φαίνεται σε παρόμοιους κοντινούς γαλαξίες που δημιουργούν αστέρια.

"Οι ιδιότητες αυτής της απόμακρης πηγής μας προκαλούν επειδή, εάν επαληθευτούν και από άλλες μελέτες, τότε αυτός ο γαλαξίας μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα αληθινά νέο αστρικό σύστημα όταν  τελείωνε ο Κοσμικός Μεσαίωνας", προσθέτει ο Richard Ellis καθηγητής της αστρονομίας στο Caltech, και ένας από τους συντάκτες του άρθρου.