นักดาราศาสตร์มองหาจุดที่เกิดขึ้นเมื่อ reionozation ของจักรวาลได้พบกาแลคซีแรกสุดบางแห่งประมาณ 800 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง กาแลคซีมีอายุหนึ่งกาแลคได้รับการยืนยันโดยลายเซ็นไฮโดรเจนเป็นกลางที่ 787 ล้านปีหลังจากบิกแบง การค้นพบนี้เป็นการยืนยันอายุครั้งแรกของกาแลคซีแบบเลื่อนออกที่เรียกว่าในช่วงเวลาที่ห่างไกลและระบุว่าเมื่อใดที่ยุครีออนไลเซชันเริ่มขึ้น
ระยะเวลาการรีออไนเซชั่นเป็นช่วงเวลาที่ไกลที่สุดที่นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตได้ บิ๊กแบงเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อนสร้างจักรวาลที่ร้อนและมืดมน ประมาณ 400,000 ปีต่อมาอุณหภูมิเย็นลงอิเลคตรอนและโปรตอนได้รวมตัวกันเพื่อสร้างไฮโดรเจนที่เป็นกลาง บางเวลาก่อน 1 พันล้านปีหลังจากบิกแบงไฮโดรเจนที่เป็นกลางเริ่มก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแลคซีแห่งแรกซึ่งเปล่งพลังงานและเปลี่ยนไฮโดรเจนกลับสู่การแตกตัวเป็นไอออน แม้ว่าจะไม่ใช่ซุปพลาสม่าหนาในช่วงก่อนหน้านี้หลังจากบิกแบง แต่การก่อตัวของดาวฤกษ์นี้เริ่มขึ้นในยุคการทำให้เป็นไอออน
นักดาราศาสตร์รู้ว่ายุคนี้สิ้นสุดลงประมาณ 1 พันล้านปีหลังจากบิกแบง แต่เมื่อมันเริ่มมีการหลบหนีพวกเขา
เรามองหากาแลคซี“ ดรอปเอาท์” มาซามิโออุจิซึ่งเป็นผู้นำทีมนักดาราศาสตร์ในสหรัฐฯและญี่ปุ่นกล่าวเมื่อมองย้อนกลับไปในยุครีออนไลเซชั่น “ เราใช้ฟิลเตอร์สีแดงที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งเผยให้เห็นความยาวคลื่นของแสงที่เพิ่มขึ้นและดูว่ากาแลคซีใดหายไปจากหรือ 'ภาพดรอปเอาท์' ของภาพที่ใช้ฟิลเตอร์เหล่านั้น กาแลคซีที่มีอายุมากกว่าและห่างไกลกว่า 'ตัวเลื่อน' ของฟิลเตอร์สีแดงที่พัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ และความยาวคลื่นเฉพาะสามารถบอกเราถึงระยะทางและอายุของกาแลคซี สิ่งที่ทำให้การศึกษานี้แตกต่างคือเราสำรวจพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ก่อนหน้ากว่า 100 เท่าและทำให้มีตัวอย่างของกาแลคซีต้นใหญ่กว่า (22) มากกว่าการสำรวจที่ผ่านมา นอกจากนี้เรายังสามารถยืนยันอายุกาแลคซีหนึ่งแห่งได้” เขากล่าวต่อ “ เนื่องจากกาแลคซีทั้งหมดถูกค้นพบโดยใช้เทคนิคการดรอปเอาต์เดียวกันพวกเขาก็น่าจะมีอายุเท่ากัน”
ทีมของ Ouchi สามารถทำแบบสำรวจขนาดใหญ่นี้ได้เนื่องจากพวกเขาใช้ฟิลเตอร์แบบปรับแต่งพิเศษสีแดงและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เป็นเอกลักษณ์อื่น ๆ ในด้านความไวสีแดงบนกล้องมุมกว้างของกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ 8.3 เมตร พวกเขาทำการสำรวจจากปี 2549 ถึง 2552 ในเขตลึกซูบารุและหอสังเกตการณ์ที่ยิ่งใหญ่แหล่งกำเนิดการสำรวจเชิงลึกทางตอนเหนือ จากนั้นเปรียบเทียบข้อสังเกตกับข้อมูลที่รวบรวมในการศึกษาอื่น
นักดาราศาสตร์สงสัยว่าเอกภพนั้นผ่านการรีออไนเซชันในทันทีหรือค่อยเป็นค่อยไปเมื่อเวลาผ่านไป แต่ที่สำคัญกว่านั้นพวกเขาได้พยายามแยกออกเมื่อเอกภพเริ่มการรีออไนเซชัน การวัดความหนาแน่นและความสว่างของกาแลคซีเป็นกุญแจสำคัญในการคำนวณอัตราการก่อตัวดาวฤกษ์ซึ่งบอกได้มากเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อ นักดาราศาสตร์ดูที่อัตราการก่อตัวดาวฤกษ์และอัตราที่ไฮโดรเจนถูกทำให้เป็นไอออน
จากการใช้ข้อมูลจากการศึกษาและอื่น ๆ พวกเขาพบว่าอัตราการก่อตัวดาวฤกษ์ลดลงอย่างมากจาก 800 ล้านปีจนถึงประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังจากบิ๊กแบงหลังจากนั้น ดังนั้นพวกเขาคำนวณว่าอัตราการไอออไนซ์จะช้ามากในช่วงแรกเนื่องจากอัตราการก่อตัวดาวต่ำ
“ เรารู้สึกประหลาดใจจริง ๆ ที่อัตราการเกิดไอออนไนซ์นั้นต่ำมากซึ่งอาจขัดแย้งกับการอ้างสิทธิ์ดาวเทียม WMAP ของ NASA สรุปได้ว่าการรีออไนเซชั่นเริ่มขึ้นไม่เกิน 600 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง” โออุจิกล่าว “ เราคิดว่าปริศนานี้อาจอธิบายได้ด้วยอัตราการผลิตโฟตอนที่มีประจุมากขึ้นในกาแลคซียุคแรก การก่อตัวของดาวมวลสูงอาจมีพลังมากกว่าในกาแลคซีในปัจจุบัน ดาวมวลสูงที่น้อยกว่าจะผลิตโฟตอนไอออไนซ์ได้มากกว่าดาวขนาดเล็กหลายดวง
การวิจัยจะตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal ฉบับเดือนธันวาคม
ที่มา: EurekAlert
