ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) นักดาราศาสตร์ได้มองย้อนกลับไปเพื่อค้นหากาแลคซีที่ห่างไกลที่สุดจนถึงปัจจุบัน “ เรากำลังสำรวจกาแลคซีที่มีอยู่เป็นหลักเมื่อเอกภพมีอายุเพียงประมาณ 600 ล้านปีเท่านั้นและเรากำลังดูกาแลคซีนี้ - และจักรวาล - 13.1 พันล้านปีก่อน” ดร. แมตต์เลห์นน์จาก Observatoire de Paris กล่าว เป็นผู้เขียนนำของกระดาษใหม่ในธรรมชาติ “ เงื่อนไขนั้นค่อนข้างแตกต่างกันไปในตอนนั้น ภาพพื้นฐานที่การค้นพบนี้ฝังอยู่ก็คือนี่คือยุคที่เอกภพเปลี่ยนจากเป็นกลางไปเป็นอิออนโดยทั่วไป”
Lehnert และทีมงานต่างประเทศใช้ VLT เพื่อตรวจสอบกาแลคซีที่เรียกว่า UDFy-38135539 ซึ่งการสำรวจฮับเบิลในปี 2009 ได้เปิดเผย นักดาราศาสตร์วิเคราะห์การเปล่งแสงของกาแลคซีที่เบาบางมากเพื่อวัดระยะทาง - และอายุ นี่เป็นการสำรวจกาแลคซีแห่งแรกที่ยืนยันว่ามีแสงเกิดขึ้นจากการรวมตัวเป็นเอกภพอีกครั้ง
ระยะเวลาการรีออไนเซชั่นเป็นช่วงเวลาที่ไกลที่สุดที่นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตได้ บิ๊กแบงเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อนสร้างจักรวาลที่ร้อนและมืดมน ประมาณ 400,000 ปีต่อมาอุณหภูมิเย็นลงอิเลคตรอนและโปรตอนได้รวมตัวกันเพื่อสร้างไฮโดรเจนที่เป็นกลาง บางเวลาก่อน 1 พันล้านปีหลังจากบิกแบงไฮโดรเจนที่เป็นกลางเริ่มก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแลคซีแห่งแรกซึ่งเปล่งพลังงานและเปลี่ยนไฮโดรเจนกลับไปเป็นไอออนไนซ์ แม้ว่าจะไม่ใช่ซุปพลาสม่าหนาในช่วงก่อนหน้านี้หลังจากบิกแบง แต่การก่อตัวของกาแลคซีนี้เริ่มยุคยุค reionization ล้างหมอกไฮโดรเจนทึบแสงที่เติมคอสโมสในช่วงแรก
“ ประวัติศาสตร์ทั้งหมดของเอกภพมาจากการปฏิรูป” Lehnert กล่าวระหว่างการแถลงข่าวออนไลน์ “ สสารมืดที่แผ่กระจายไปทั่วจักรวาลเริ่มลากก๊าซไปตามและก่อตัวกาแลคซีแห่งแรก เมื่อกาแลคซีเริ่มก่อตัวมันก็ทำให้เกิดจักรวาลขึ้นใหม่”
UDFy-38135539 นั้นอยู่ห่างออกไป 100 ล้านปีแสงมากกว่าวัตถุที่อยู่ไกลที่สุดก่อนหน้านี้คือการระเบิดของรังสีแกมม่า
การศึกษากาแลคซีแรกเหล่านี้ยากมาก Lehnert กล่าวเนื่องจากแสงสลัวตกส่วนใหญ่อยู่ในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัมเนื่องจากความยาวคลื่นของมันถูกยืดออกโดยการขยายตัวของเอกภพซึ่งเป็นผลที่รู้จักกันในชื่อ redshift ในช่วงเวลาน้อยกว่าหนึ่งพันล้านปีหลังจากบิ๊กแบงหมอกไฮโดรเจนที่แผ่กระจายไปทั่วจักรวาลดูดซับแสงอุลตร้าไวโอเล็ตที่รุนแรงจากกาแลคซีรุ่นใหม่
Wide Field Camera 3 ใหม่บนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่า / อีเอสเอค้นพบวัตถุที่มีผู้สมัครหลายคนในปี 2009 และด้วยการสังเกตการณ์ 16 ชั่วโมงโดยใช้ VLT ทีมก็สามารถใช้ในการตรวจจับการเรืองแสงจาง ๆ จากไฮโดรเจน 8.6
ทีมใช้เครื่องมืออินฟราเรดสเปกโทรสโกปี SINFONI บน VLT และใช้เวลาในการเปิดรับแสงนานมาก
“ การตรวจวัดระยะแดงในกาแลคซีที่ห่างไกลที่สุดนั้นน่าตื่นเต้นมากในตัวมันเอง” นิโคลเนสวาลบาผู้ร่วมเขียน (Institut d’Astrophysique Spatiale) กล่าว“ แต่ผลกระทบทางดาราศาสตร์ของการตรวจจับนี้มีความสำคัญมากกว่า นี่เป็นครั้งแรกที่เรารู้แน่นอนว่าเรากำลังดูกาแลคซีแห่งหนึ่งที่กำจัดหมอกซึ่งเต็มไปด้วยเอกภพยุคแรก ๆ ”
หนึ่งในสิ่งที่น่าประหลาดใจเกี่ยวกับการค้นพบนี้คือแสงจาก UDFy-38135539 ดูเหมือนจะไม่แข็งแรงพอที่จะกำจัดหมอกไฮโดรเจนได้ “ ต้องมีกาแลคซีอื่น ๆ น่าจะเงียบกว่าและมีเพื่อนร่วมวงใกล้เคียงจำนวนมากของ UDFy-38135539” Mark Swinbank ผู้เขียนร่วมจากมหาวิทยาลัยเดอแรมกล่าวซึ่งช่วยทำให้พื้นที่รอบกาแลคซีโปร่งใส หากปราศจากความช่วยเหลือเพิ่มเติมนี้แสงจากกาแลคซีไม่ว่าจะยอดเยี่ยมเพียงใดจะติดอยู่ในหมอกไฮโดรเจนรอบข้างและเราจะไม่สามารถตรวจจับได้”
แหล่งที่มา: ESO กดการบรรยายสรุป
