Οι επιστήμονες κοιτάζουν πίσω στο χρόνο για να βρουν τη γέννηση των πρώτων αστεριών
Έξι γαλαξίες που ανιχνεύθηκαν από το Hubble και το Spitzer προέρχονται από μια εποχή που οι αστρονόμοι αποκαλούν Κοσμική Αυγή — μια περίοδο στην ιστορία του σύμπαντός μας μόλις 250-350 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (η ηλικία του σύμπαντος υπολογίζεται επί του παρόντος στα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια). όταν μόλις είχαν αρχίσει να λάμπουν τα πρώτα αστέρια.
Μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν ήταν κάπως ζεστό χάος. Ήταν ζεστό, πυκνό και σχεδόν αδιαφανές. Έγινε διαφανές μόνο κατά τη διάρκεια μιας περιόδου που ονομάζεται Ανασυνδυασμός, κατά την οποία μια σούπα πρωτονίων και ηλεκτρονίων ενώθηκαν για να σχηματίσουν τα πρώτα αληθινά άτομα υδρογόνου. Πριν από τον Ανασυνδυασμό, το φως δεν ήταν σε θέση να ταξιδέψει ελεύθερα στο σύμπαν καθώς διασκορπιζόταν συνεχώς από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και πρωτόνια. Αλλά καθώς τα άτομα άρχισαν να συνδυάζονται και υπήρχαν λιγότερα ελεύθερα σωματίδια, αυτό δημιούργησε μια ελεύθερη διαδρομή για το φως να ταξιδέψει στο σύμπαν.
Είναι σε αυτήν την περίοδο που το σύμπαν έγινε διαφανές - και είναι επίσης σε αυτήν την περίοδο που σχηματίστηκαν οι έξι γαλαξίες. Χρειάστηκε το φως από αυτούς τους γαλαξίες το μεγαλύτερο μέρος της τρέχουσας ζωής του σύμπαντος για να φτάσει σε εμάς, και κοιτάζοντάς τους είναι βασικά σαν να κοιτάμε την Κοσμική Αυγή. Για τον καθηγητή Richard Ellis από το University College του Λονδίνου, στο Ηνωμένο Βασίλειο, παρατηρήσεις όπως αυτή είναι η κορωνίδα δουλειάς δεκαετιών.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ο Ellis και οι συνεργάτες του από το Ηνωμένο Βασίλειο, τη Γερμανία και τις ΗΠΑ, υπολόγισαν την εποχή κατά την οποία ξεκίνησε η Κοσμική Αυγή χρησιμοποιώντας έξι γαλαξίες που εκτιμούν ότι σχηματίστηκαν μεταξύ 250 και 350 εκατομμυρίων ετών. μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Για να υπολογίσουν την ηλικία των γαλαξιών, πρέπει πρώτα να εξετάσουν μια συγκεκριμένη τιμή του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος (για την οποία υπάρχει ακόμη κάποια συζήτηση). Ο λόγος για αυτό είναι επειδή υπολογίζουν τον χρόνο αναδρομής — τον χρόνο που το φως από τους αρχαίους γαλαξίες ταξίδεψε για να φτάσει σε εμάς.
Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, το φως που προέρχεται από αστέρια και γαλαξίες αυξάνει το μήκος κύματός του - κάτι που ονομάζεται φαινόμενο μετατόπισης στο κόκκινο. Εξετάζοντας πόσο έχει αυξηθεί το μήκος κύματος, οι ερευνητές μπορούν να υπολογίσουν πόσο φως έχει ταξιδέψει — και κατά συνέπεια, πόσο παλιό είναι το αντικείμενο που παράγει φως.
Τα πρόσφατα αποτελέσματα βασίστηκαν σε δεδομένα από τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Spitzer, και τα δύο γνωστά για την ικανότητα τους να παρατηρούν μερικά από τα παλαιότερα αντικείμενα στο σύμπαν. Για να εκτιμήσει τη μετατόπιση στο κόκκινο, η ομάδα χρειάστηκε τη Χιλιανή Συστοιχία Μεγάλου Χιλιοστόμετρου Atacama (ALMA), το Ευρωπαϊκό Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο, τα δίδυμα τηλεσκόπια Keck στη Χαβάη και το τηλεσκόπιο Gemini-South.
Η ηλικία του δείγματος υπολογίζεται μόνο με συνδυασμό δεδομένων από όλα αυτά τα διαφορετικά τηλεσκόπια. Ωστόσο, οι αστρονόμοι και οι κοσμολόγοι έχουν μεγάλες προσδοκίες από τον διάδοχο Hubble/Spitzer, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST). Το πιο φιλόδοξο, το μεγαλύτερο και το πιο ευαίσθητο τηλεσκόπιο που δημιούργησε η NASA θα μπορεί να παρατηρεί απευθείας αυτούς τους γαλαξίες της Κοσμικής Αυγής. Το JWST είναι επίσης η ελπίδα για ένα μεγαλύτερο δείγμα γαλαξιών, παρέχοντας μια καλύτερη αναπαράσταση της Κοσμικής Αυγής.
