Αχνός γαλαξίας ρίχνει φως στην αυγή του Σύμπαντος – υπάρχουν πολλοί ακόμη
Οι πρώτοι γαλαξίες σχηματίστηκαν πολύ γρήγορα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη – στον κοσμικό χρόνο, δηλαδή. Υπολογίζεται ότι τα παλαιότερα εμφανίστηκαν περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, μια περίοδο για την οποία οι ερευνητές γνωρίζουν πολύ λίγα.
Πώς το παρατήρησαν
Παρόλο που είναι τυπικά πολύ φωτεινοί, τέτοιοι γαλαξίες είναι αρκετά δύσκολο να παρατηρηθούν επειδή είναι πολύ μακριά και μόνο ένα μικρό κλάσμα του φωτός τους μπορεί να πάει προς τη Γη, ένα κλάσμα τόσο μικρό που είναι σχεδόν αδύνατο να συλλεχθεί. Ωστόσο, το τηλεσκόπιο Hubble κατάφερε να ανιχνεύσει φως από έναν μικρό γαλαξία που εκπέμπεται μόλις 500 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, μια περίοδο κατά την οποία το Σύμπαν ήταν ακόμη στα σπάργανα.
Το τηλεσκόπιο μπόρεσε να το κάνει αυτό χάρη σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται βαρυτικός φακός:βασικά, όταν έχεις μια παρατήρηση (Hubble), μια μακρινή πηγή (ο γαλαξίας) και μια ορισμένη κατανομή της ύλης (ένα σμήνος γαλαξιών για παράδειγμα), το φως που εκπέμπεται από την πηγή μπορεί να λυγίσει και ο παρατηρητής μπορεί να το παρατηρήσει ευκολότερα. Ο βαρυτικός φακός είναι μια από τις προβλέψεις που εμπλέκονται στη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Βασικά, η τεράστια βαρύτητα του σμήνους γαλαξιών λειτουργεί ακριβώς όπως ένας φακός.
Σε αυτήν την περίπτωση, ο αστρονόμος Wei Zheng και οι συνεργάτες του που χρησιμοποιούν τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Spitzer ανέφεραν ότι το φως μεγεθύνθηκε 15 φορές, καθιστώντας το αρκετά ισχυρό για να παρατηρηθεί. Ακόμα κι έτσι, ο γαλαξίας MACS 1149-JD εμφανίστηκε ως μια απλή σταγόνα και μόνο μετά από επαναλαμβανόμενες μετρήσεις μπόρεσαν να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι είναι πιθανότατα ένας γαλαξίας.
Πώς γνωρίζουν την ηλικία του
Το Σύμπαν διαστέλλεται. Οι γαλαξίες παράγουν φως με συγκεκριμένες φασματικές ιδιότητες, με βάση τα αστέρια και τα αέρια που περιέχουν. Συνδυάστε αυτά τα δύο γεγονότα και μπορείτε να καταλάβετε ότι το φως που εκπέμπεται από τους πρώιμους γαλαξίες τεντώθηκε μετατοπίζοντας ολόκληρο το φάσμα σε διαφορετικό εύρος μήκους κύματος, ένα φαινόμενο που ονομάζεται κοσμική μετατόπιση προς το κόκκινο. Όλοι οι ηλεκτρομαγνητικοί τύποι ακτινοβολίας (συμπεριλαμβανομένου του φωτός) έχουν ηλεκτρομαγνητικό φάσμα - το εύρος όλων των πιθανών συχνοτήτων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Κοσμική μετατόπιση προς το κόκκινο σημαίνει ότι το φως που φαίνεται να προέρχεται από ένα αντικείμενο που απομακρύνεται αυξάνεται αναλογικά σε μήκος κύματος ή μετατοπίζεται στο κόκκινο άκρο του φάσματος.
Έτσι, χρησιμοποιώντας πολλαπλές μετρήσεις από το τηλεσκόπιο Spitzer και Hubble, υπολόγισαν ότι το φως εκπέμπεται 490-505 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αλλά τα συμπεράσματά τους είναι ίσως ακόμη πιο ενδιαφέροντα. Αντί να προτείνουν ότι ο MACS 1149-JD είναι μια ειδική νιφάδα χιονιού, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι υπάρχουν πολλοί περισσότεροι τέτοιοι γαλαξίες, που σχηματίστηκαν την ίδια εποχή, την «πρώτη» εποχή, που απλώς περιμένουν να ανακαλυφθούν.
Επιστημονικό άρθρο δημοσιεύτηκε στο Nature
