Usando o poder de amplificação de uma lente gravitacional cósmica, os astrónomos descobriram uma galáxia distante, cujo estrelas nasceram de forma inesperada no início da história cósmica. Este resultado lança nova luz sobre a formação das primeiras galáxias
, assim como sobre a "evolução inicial" do Universo.
Johan Richard, autor de um novo estudo [1] diz: " Nós descobrimos uma galáxia distante, que começou a formar estrelas, apenas a 200 milhões de anos após o Big Bang. Este teorias desafios de quanto tempo as galáxias se formaram e evoluíram nos primeiros anos do Universo. Ele poderia até ajudar a resolver o mistério de como o hidrogênio nevoeiro que encheu o Universo primordial foi absolvido. "
equipe de Richard avistou a galáxia em observações recentes da NASA / ESA Hubble Space Telescope, verificou-lo com as observações do Telescópio Espacial Spitzer da NASA e mediram a distância usando o Observatório WM Keck, no Havaí.
A galáxia é visível através de um aglomerado de galáxias chamado Abell 383, cuja poderosa gravidade dobra os raios de luz quase como uma lupa [2] . O alinhamento das galáxias, o aglomerado ea Terra amplifica a luz que nos chega a partir desta galáxia distante, permitindo que os astrônomos a fazer observações mais detalhadas. Sem essa lente gravitacional, a galáxia teria sido demasiado fraco para ser observado, mesmo com maiores telescópios de hoje.
Após presenciar a galáxia em Hubble e Spitzer imagens, a equipe realizou observações espectroscópicas com o telescópio Keck II, no Havaí. Espectroscopia é a técnica de dividir a luz em suas cores componentes. Ao analisar estes espectros, a equipe foi capaz de fazer medições detalhadas de seu redshift [3] e inferir informações sobre as propriedades de suas estrelas componente.
A galáxia redshift é 6,027, o que significa que vemos como ele era quando o Universo tinha cerca de 950 milhões de anos [4] . Isso não significa que seja a galáxia mais remota já detectada - vários foram confirmados em redshifts de mais de 8, e um tem um redshift estimada em cerca de 10 (heic1103), colocando-a 400000000 anos anteriores. No entanto, a recém-descoberta galáxia tem características radicalmente diferentes das outras galáxias distantes que têm sido observados, o que geralmente brilham apenas com estrelas jovens.
" Quando olhamos para os espectros, duas coisas ficaram claras ", explica o co-autor Eiichi Egami. " O redshift colocou muito cedo na história cósmica, como esperávamos. Mas a detecção de infravermelho do Spitzer também indicaram que a galáxia foi formada por antigos e relativamente fraco estrelas surpreendente. Este disse-nos que a galáxia era composta de estrelas já cerca de 750 milhões de anos - de volta à época de sua formação para cerca de 200 milhões de anos após o Big Bang muito mais longe do que esperávamos. Empurrando "
Co-autor Dan Stark continua: " Graças à ampliação da galáxia, a luz da lente gravitacional, temos alguns dados de excelente qualidade. Nosso trabalho confirma algumas observações anteriores que tinham sugerido a presença de antigas estrelas nas galáxias mais cedo. Isto sugere que as primeiras galáxias foram em torno de muito mais tempo do que se pensava. "
A descoberta tem implicações para além da questão de quando as galáxias se formaram, e podem ajudar a explicar como o Universo se tornou transparente à luz ultravioleta no primeiro bilhão de anos após o Big Bang. Nos primeiros anos do cosmos, uma névoa difusa de gás hidrogênio neutro bloqueou a luz ultravioleta no Universo. Uma fonte de radiação deve, portanto, têm vindo progressivamente ionizado o gás difuso, a limpeza do nevoeiro para torná-lo transparente aos raios ultravioleta como é hoje - um processo conhecido como reionização.
Os astrônomos acreditam que a radiação que impulsionou este reionização deve ter vindo de galáxias. Mas, até agora, muito longe deles foram encontrados para fornecer a radiação necessária. Esta descoberta pode ajudar a resolver este enigma.
"Parece provável que haja, de facto, de galáxias mais distante lá fora, no Universo primitivo do que o estimado anteriormente - é só que muitas galáxias são mais velhos e mais fracos, como a que acabamos de descobrir", diz o co-autor Jean-Paul Kneib . " Se esse exército invisível de desmaio, galáxias idosos é, de fato lá fora, eles poderiam fornecer a radiação falta que fez o transparente para a luz ultravioleta do Universo. "
A partir de hoje, só podemos descobrir essas galáxias, observando através de grandes aglomerados que funcionam como telescópios cósmicos. Nos próximos anos, a NASA / ESA / CSA Telescópio Espacial James Webb, previsto para lançamento no final desta década, vai se especializar em observações de alta resolução de distantes, objetos altamente desviada para o vermelho. Será, portanto, numa posição ideal para resolver este mistério de uma vez por todas.
Notas
O Telescópio Espacial Hubble é um projecto de cooperação internacional entre a NASA ea ESA.
[1] A pesquisa aparecerá em um artigo intitulado "A descoberta de uma antiga galáxia, possivelmente em z = 6,027, multiplicar imaginada pelo grande cluster Abell 383", que será publicado no Monthly Notices da Royal Astronomical Society. A equipe internacional de astrônomos neste estudo é constituída por Johan Richard (CRAL, Observatoire de Lyon, Université Lyon 1, França e Dark Cosmology Centro, Niels Bohr Institute da Universidade de Copenhague, Dinamarca), Jean-Paul Kneib (Laboratoire d'Astrophysique de Marselha, França), Harald Ebeling (Universidade do Havaí, EUA), Daniel P University (Stark de Cambridge, UK), Eiichi Egami (Universidade do Arizona, EUA) e Andrew K Fiedler (Universidade do Arizona, EUA).O principal autor Johan Richard é um ex-companheiro de Marie Curie. O E UROPEU União Marie Curie financiar pesquisas fornecem s subvenções no-graduação e pós-doutoramento a nível de pós para incentivar a mobilidade entre os melhores investigadores da Europa. A UE vai alocar mais de € 4500000000 através do regime em 2007-2013.
[2] a gravidade distorce o espaço-tempo, o tecido do cosmos. Isto significa que para objetos extremamente maciça com campos gravitacionais muito fortes, a luz é visivelmente torto como ele viaja através e ao redor deles. Massive aglomerados de galáxias Abell 383, por conseguinte, como agir como uma lente enorme, concentrando a luz de objetos distantes atrás de si, num processo conhecido como lente gravitacional. Enquanto as galáxias vistas através de lentes gravitacionais são normalmente distorcidas e multiplicar fotografada (esta descoberta galáxia recentemente é realmente visível duas vezes nas observações do Hubble), usando essas lentes gravitacionais multiplica telescópio um poder e deixa-lo ver galáxias que poderiam ser demasiado fraco para ser visível . Abell 383, a lente gravitacional utilizado neste estudo, foi fotografada como parte do inquérito CLASH (Cluster Lensing e Supernova pesquisa com o Hubble), um projeto multi ciclo do Tesouro para observar uma amostra de 25 aglomerados de galáxias usando Hubble (PI: Marc Postman) . Abell 383 também é um dos 50 pólos fotografada com a grande missão do Spitzer Warm projecto liderado por Eiichi Egami.
[3] Como o Universo está se expandindo, a luz de objetos distantes é esticada e avermelhada que se move em nossa direção, um fenômeno conhecido como redshift. O objeto ainda está longe, o mais fortemente redshifted é. Para objetos muito remoto, desvio para o vermelho pode ser usado para quantificar a sua distância.
[4] Como a luz viaja a uma velocidade finita, quanto mais distante um objeto é, mais para trás no tempo, vê-lo. Para um objeto em um redshift de 6, a luz tomou cerca de 12,8 bilhões ano para viajar para a Terra. Como sabemos que o Universo é de cerca de 13,75 bilhões anos de idade, isso significa que nós estamos vendo o objeto no estado em que estava em menos de um bilhão de anos após o Big Bang.Redshift é, portanto, uma medida do tempo decorrido desde o Big Bang, bem como de um objeto à distância.
Crédito da imagem: NASA, ESA, J. Richard (CRAL) e J.-P. Kneib (LAM).Agradecimento: Marc Postman (STScI)
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