เครดิตรูปภาพ: ESO
ด้วยการใช้อุปกรณ์ใกล้อินฟราเรดของ ISAAC ในกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO และผลการขยายของเลนส์ความโน้มถ่วงทีมนักดาราศาสตร์ฝรั่งเศสและสวิส [2] ได้พบกาแลคซีจาง ๆ หลายแห่งที่เชื่อกันว่าเป็นระยะไกลที่สุด
การศึกษาสเปกโทรสโกปีเพิ่มเติมของหนึ่งในผู้สมัครเหล่านี้ได้ให้กรณีที่แข็งแกร่งสำหรับสิ่งที่ตอนนี้เจ้าของสถิติใหม่ - และโดยไกล - กาแลคซีไกลที่สุดที่รู้จักในจักรวาล
กาแล็คซี่ชื่อ Abell 1835 IR1916 ซึ่งเพิ่งค้นพบใหม่มีระยะเปลี่ยนสีแดง 10 [3] และอยู่ห่างออกไปประมาณ 13,230 ล้านปีแสง ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าในเวลาที่จักรวาลเพิ่งมีอายุเพียง 470 ล้านปีกล่าวคือเกือบ 3 เปอร์เซ็นต์ของอายุปัจจุบัน
กาแลคซียุคแรกดูเหมือนจะมีมวลน้อยกว่ากาแลคซีทางช้างเผือกของเราเป็นหมื่นเท่า มันอาจเป็นหนึ่งในวัตถุชั้นหนึ่งที่ทำลายยุคมืดของจักรวาล
การค้นพบที่น่าทึ่งนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่ในโดเมนใกล้อินฟราเรดสำหรับการสำรวจจักรวาลในยุคแรก ๆ
ขุดลงไปในอดีต
เหมือนนักบรรพชีวินวิทยาที่ขุดลึกลงไปเรื่อย ๆ เพื่อค้นหาซากที่เก่าแก่ที่สุดนักดาราศาสตร์พยายามมองไกลออกไปเพื่อสำรวจจักรวาลที่อายุน้อยมาก ๆ การแสวงหาสุดยอด? การค้นหาดาวดวงแรกและกาแลกซี่แรกที่เกิดขึ้นหลังบิกแบง
นักดาราศาสตร์พยายามสำรวจ "ดินแดนที่ไม่รู้จัก" ล่าสุดขอบเขตระหว่าง "ยุคมืด" และ "จักรวาลยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา"
ไม่นานหลังจากบิกแบงซึ่งเชื่อกันว่าเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13,700 ล้านปีก่อนเอกภพก็กระโจนสู่ความมืด การแผ่รังสีที่ระลึกจากลูกไฟในยุคแรกถูกยืดออกไปโดยการขยายตัวของเอกภพไปสู่ความยาวคลื่นที่ยาวนานขึ้นและยังไม่มีการก่อตัวดาวฤกษ์และควาซาร์ขึ้นมาซึ่งสามารถส่องสว่างพื้นที่กว้างใหญ่ จักรวาลเป็นสถานที่ที่เย็นและทึบแสง ยุคมืดนี้จึงค่อนข้างขนานนามว่า "ยุคมืด"
ไม่กี่ร้อยล้านปีต่อมาดาวรุ่นแรกและต่อมาก็ยังเป็นกาแลคซีและควอซาร์แห่งแรกผลิตรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตที่รุนแรงค่อยๆยกหมอกขึ้นเหนือจักรวาล
นี่คือจุดสิ้นสุดของยุคมืดและด้วยคำที่นำมาอีกครั้งจากประวัติศาสตร์ของมนุษย์บางครั้งเรียกว่า "จักรวาลยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา"
นักดาราศาสตร์กำลังพยายามที่จะตรึงเมื่อ - และวิธี - ยุคมืดเสร็จสิ้น สิ่งนี้ต้องการการค้นหาวัตถุที่อยู่ห่างไกลซึ่งเป็นความท้าทายที่กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดเท่านั้นที่รวมกับกลยุทธ์การสังเกตอย่างระมัดระวัง
ใช้กล้องโทรทรรศน์ความโน้มถ่วง
ด้วยการปรากฎตัวของกล้องโทรทรรศน์ขนาด 8-10 เมตรซึ่งมีความก้าวหน้าที่น่าประทับใจในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แท้จริงแล้วมันมีความเป็นไปได้ที่จะสังเกตด้วยรายละเอียดหลายพันล้านกาแลคซีและควอซาร์ออกไปเป็นระยะทางเกือบ 12 พันล้านปีแสง (เช่นสูงถึง redshift ที่ 3 [3]) ในคำอื่น ๆ นักดาราศาสตร์สามารถศึกษากาแลคซีแต่ละแห่งการก่อตัววิวัฒนาการและคุณสมบัติอื่น ๆ โดยทั่วไปแล้ว 85% ของประวัติศาสตร์ที่ผ่านมาของจักรวาล
อย่างไรก็ตามในอดีตที่ผ่านมาการสำรวจกาแลคซีและควาซาร์ก็หายาก ในปัจจุบันมีกาแลคซีเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่พบเห็นมากว่า 1,200 ถึง 750 ล้านปีหลังจากบิกแบง (redshift 5-7) นอกเหนือจากนั้นความเบลอของแหล่งเหล่านี้และความจริงที่ว่าแสงของพวกมันถูกเปลี่ยนจากออพติคอลไปเป็นอินฟาเรดใกล้ได้ จำกัด การศึกษาอย่างรุนแรง
การค้นพบครั้งสำคัญในกาแลคซีที่เกิดขึ้นเร็วที่สุดนี้ประสบความสำเร็จโดยทีมนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสและสวิส [2] โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) ของ ESO ซึ่งติดตั้ง ISAAC ที่ไวต่อแสงใกล้อินฟราเรด พวกเขาจะต้องรวมเอฟเฟกต์การขยายแสงของกลุ่มกาแลคซี - กล้องโทรทรรศน์ความโน้มถ่วง - ด้วยพลังการรวบรวมแสงของ VLT และสภาพท้องฟ้าที่ยอดเยี่ยมที่ Paranal
ค้นหากาแลคซีที่ห่างไกล
การตามล่าหาวัตถุเลือนลางเลือนเช่นนั้นต้องการแนวทางเฉพาะ
ก่อนอื่นภาพที่ลึกมากของกระจุกกาแลคซีชื่อ Abell 1835 ถูกถ่ายโดยใช้อุปกรณ์ ISAAC ใกล้อินฟราเรดบน VLT กระจุกขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เคียงเช่นนี้สามารถโค้งงอและขยายแสงของแหล่งกำเนิดฉากหลัง - ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Gravitational Lensing และทำนายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein
การขยายตามธรรมชาตินี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถมองดูกาแลคซีซึ่งจะดูสลัวเกินไป ในกรณีของกาแลคซีที่เพิ่งค้นพบใหม่แสงจะถูกขยายออกประมาณ 25 ถึง 100 เท่า! เมื่อรวมเข้ากับพลังของ VLT มันจึงเป็นไปได้ที่จะถ่ายภาพและแม้แต่ใช้สเปกตรัมของกาแลคซีนี้ อันที่จริงการขยายเสียงตามธรรมชาติจะช่วยเพิ่มรูรับแสงของ VLT จาก 8.2-m เป็น 40-80 m
ภาพใกล้อินฟราเรดที่ถ่ายในช่วงความยาวคลื่นต่างกันทำให้นักดาราศาสตร์สามารถจำแนกคุณสมบัติของกาแลคซีสองสามพันแห่งในภาพและเลือกหนึ่งในกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลมาก จากการใช้ภาพที่ได้รับมาก่อนหน้านี้ที่กล้องโทรทรรศน์แคนาดา - ฝรั่งเศส - ฮาวาย (CFHT) บนภูเขาไฟ Mauna Kea และภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมันได้รับการตรวจสอบแล้วว่ากาแลคซีเหล่านี้ไม่เห็นในแสง ด้วยวิธีนี้กาแลคซี redshift ที่มีผู้สมัครสูงหกคนได้รับการยอมรับซึ่งอาจมีการปล่อยแสงเมื่อเอกภพมีอายุน้อยกว่า 700 ล้านปี
เพื่อยืนยันและรับการกำหนดระยะทางที่แม่นยำยิ่งขึ้นของกาแลคซีเหล่านี้นักดาราศาสตร์ได้รับเวลาพิจารณาของผู้อำนวยการเพื่อใช้ ISAAC อีกครั้งบน VLT แต่คราวนี้อยู่ในโหมดสเปกโทรสโกปี หลังจากการวิเคราะห์ข้อมูลอย่างระมัดระวังเป็นเวลาหลายเดือนนักดาราศาสตร์จึงเชื่อมั่นว่าตรวจพบสเปคตรัมที่อ่อนแอ แต่ชัดเจนในโดเมนใกล้อินฟราเรด นักดาราศาสตร์ได้สร้างกรณีที่แข็งแกร่งว่าคุณลักษณะนี้แน่นอนที่สุดว่าเป็นสายการปล่อยลายแมน - อัลฟาโดยทั่วไปของวัตถุเหล่านี้ เส้นนี้ซึ่งเกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการที่ความยาวคลื่น 0.1216 ?m นั่นคือในอุลตร้าไวโอเลตถูกยืดออกไปใกล้อินฟราเรดที่1.34μmทำให้ Abell 1835 IR1916 เป็นกาแลคซีแห่งแรกที่รู้จักว่ามีการเปลี่ยนสีแดงขนาดใหญ่เท่ากับ 10
กาแลคซีที่ห่างไกลที่สุดที่รู้จักกันจนถึงปัจจุบัน
นี่เป็นกรณีที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับเรดชิฟต์ที่เกินกว่าบันทึกที่ได้รับการยืนยันทางสเปกโทรสโกปีปัจจุบันที่ z = 6.6 และกรณีแรกของเรดชิฟต์สองหลัก การปรับอายุของจักรวาลไปตลอดชีวิตของบุคคล (80 ปีพูด) บันทึกที่ได้รับการยืนยันก่อนหน้านี้แสดงเด็กวัยหัดเดินสี่ปี จากการสังเกตการณ์ในปัจจุบันเรามีภาพของเด็กเมื่อเขาอายุสองขวบครึ่ง
จากภาพของกาแลคซีนี้ที่ได้จากคลื่นต่าง ๆ นักดาราศาสตร์อนุมานว่ามันกำลังอยู่ระหว่างการก่อตัวดาวฤกษ์อย่างรุนแรง แต่จำนวนดาวที่ก่อตัวขึ้นนั้นประมาณว่าเป็น "เพียง" 10 ล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ซึ่งมีขนาดเล็กกว่ามวลกาแลคซีทางช้างเผือกประมาณหมื่นเท่า
ในคำอื่น ๆ สิ่งที่นักดาราศาสตร์มองเห็นคือกลุ่มอาคารแรกของกาแลคซีขนาดใหญ่ในปัจจุบัน การค้นพบนี้เห็นด้วยกับความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับกระบวนการก่อตัวกาแลคซีที่สอดคล้องกับการก่อตัวของกาแลคซีขนาดใหญ่อย่างต่อเนื่องที่เห็นในทุกวันนี้ผ่านการรวมกลุ่มของ
มันคือสิ่งก่อสร้างเหล่านี้ซึ่งอาจเป็นแหล่งกำเนิดแสงแรกที่ยกหมอกเหนือจักรวาลและยุติยุคมืด
สำหรับ Roser Pell? จาก Observatoire Midi-Pyr? n? es (ฝรั่งเศส) และหัวหน้าร่วมของทีม“ การสำรวจเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาพท้องฟ้าที่ยอดเยี่ยมเช่นเดียวกับที่หอดูดาว Paranal ของ ESO และใช้เลนส์แรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง ของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลใกล้กับยุคมืดเป็นไปได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่ดีที่สุด”
หัวหน้าทีมคนอื่น ๆ คือ Daniel Schaerer จากหอดูดาวเจนีวาและมหาวิทยาลัย (สวิตเซอร์แลนด์) รู้สึกตื่นเต้น:“ การค้นพบครั้งนี้เปิดทางไปสู่การสำรวจดาวดวงแรกและกาแลกซี่ในอนาคตในยุคแรก ๆ ของจักรวาล”
ข้อมูลมากกว่านี้
ข้อมูลที่นำเสนอในข่าวประชาสัมพันธ์นี้อ้างอิงจากบทความวิจัยในวารสารการวิจัยยุโรป“ ดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ฟิสิกส์” (A&A, เล่มที่ 416, หน้า L35;“ การสังเกต ISAAC / VLT ของกาแลคซีเลนส์ที่ z = 10.0” , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Fran? ois Le Borgne และ Jean-Paul Kneib) มันสามารถใช้ได้บนเว็บที่เว็บไซต์ EDP
คำอธิบายและรูปภาพเพิ่มเติมมีอยู่ในหน้าเว็บของผู้แต่งที่ http://obswww.unige.ch/sfr และ http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
