Αρχαίοι γαλαξίες που βρέθηκαν στην κοσμική μας γειτονιά

Μερικοί από τους παλαιότερους γαλαξίες στο σύμπαν βρίσκονται ακριβώς μπροστά στην πόρτα μας — κοσμικά μιλώντας.

Το σύμπαν σκοτεινιάζει

Πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια (δώστε ή πάρτε), συνέβη κάτι πολύ περίεργο:το Σύμπαν άρχισε να υπάρχει. Σύμφωνα με τη θεωρία του Big Bang, το σύμπαν σχηματίστηκε από ένα σημείο άπειρης πυκνότητας και θερμοκρασίας. Αμέσως μετά το Big Bang, άρχισαν να λαμβάνουν χώρα ένα σωρό περίεργες διαδικασίες. Οι τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις άρχισαν να επικρατούν, αλλά η θερμοκρασία του σύμπαντος ήταν ακόμα πολύ υψηλή για να επιτρέψει το σχηματισμό σωματιδίων.

Στη συνέχεια, μετά από περίπου 377.000 χρόνια, το σύμπαν είχε ψυχθεί σε σημείο όπου τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούσαν να συνδυαστούν με τους πυρήνες του υδρογόνου και του ηλίου για να σχηματίσουν ουδέτερα άτομα. Εδώ είναι που γίνεται δύσκολο:αν και το σύμπαν είχε κρυώσει και ήταν ουσιαστικά διαφανές, τίποτα που να μπορούσε να παράγει φως δεν είχε ακόμη σχηματιστεί. Δεν υπήρχαν αστέρια, ούτε γαλαξίες, ίσως κάποιες αρχέγονες μαύρες τρύπες και άλλες δομές — αλλά ούτε φως. Το σύμπαν ήταν σκοτεινό και ουσιαστικά απαρατήρητο.

Αυτή είναι η λεγόμενη Σκοτεινή Εποχή του σύμπαντος.

[panel style=”panel-info” title=”Κοιτάζοντας πίσω στο χρόνο” footer=””] Παρατηρώντας ένα μακρινό κοσμικό αντικείμενο είναι σαν να κοιτάς πίσω στο χρόνο. Για παράδειγμα, όταν κάτι είναι 1 εκατομμύριο έτη φωτός μακριά, το αντιλαμβανόμαστε όπως ήταν πριν από 1 εκατομμύριο χρόνια — γιατί τόσος χρόνος χρειάστηκε το φως από αυτό για να φτάσει σε εμάς.

Αλλά επειδή στην αδιαφανή του μορφή δεν υπήρχαν δομές που παράγουν φως, δεν μπορούμε να κοιτάξουμε πίσω σε αυτή τη χρονική περίοδο. Απλώς παραμένει κρυμμένο σε εμάς — τουλάχιστον όσον αφορά το ορατό φως. [/panel]

Τελικά, αστέρια και γαλαξίες άρχισαν να σχηματίζονται — και ορισμένοι από αυτούς τους πρώιμους γαλαξίες ανακαλύφθηκαν πρόσφατα από Βρετανούς αστρονόμους.

Οι παλιοί μας γείτονες

Η ερευνητική ομάδα βρήκε στοιχεία ότι οι πιο αμυδροί δορυφορικοί γαλαξίες που περιφέρονται γύρω από τον δικό μας γαλαξία Γαλαξία είναι από τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν στο Σύμπαν μας. Οι γαλαξίες που εντόπισαν πιθανότατα σχηματίστηκαν πριν από περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια — αμέσως μετά την εγκατάσταση των Σκοτεινών Χρόνων.

Ο καθηγητής Carlos Frenk, από το Πανεπιστήμιο Durham, UK, και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης είπε:

Εάν επιβεβαιωθούν τα ευρήματά τους, αυτό θα σήμαινε ότι οι γαλαξίες εμφανίστηκαν μόλις 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, που σημαίνει ότι σχηματίστηκαν από μερικά από τα πρώτα άτομα στο σύμπαν.

Είναι αξιοσημείωτο ότι τα δεδομένα ταίριαζαν τέλεια με ένα μοντέλο σχηματισμού γαλαξιών που είχε αναπτύξει προηγουμένως η ομάδα — το μοντέλο ουσιαστικά τους επέτρεψε να συμπεράνουν τους χρόνους σχηματισμού των δορυφορικών γαλαξιών και τώρα, η παρατήρηση επιβεβαίωσε το μοντέλο.

Είναι πάντα συναρπαστικό όταν τα θεωρητικά και τα πραγματικά δεδομένα συνδυάζονται τόσο καλά μεταξύ τους και, όπως επισημαίνει ο Δρ Sownak Bose, απλά δεν θα είχαμε την τεχνολογική ικανότητα να πραγματοποιήσουμε αυτήν τη μελέτη πριν από μια δεκαετία ή δύο. Bose, που ήταν Ph.D. φοιτητής στο ICC όταν ξεκίνησε αυτή η εργασία και τώρα είναι ερευνητής στο Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian, κατέληξε:

Η εργασία πραγματοποιήθηκε ως μέρος του έργου Auriga — μια μεγάλη σουίτα προσομοιώσεων υψηλής ανάλυσης γαλαξιών στο μέγεθος του Γαλαξία, που προσομοιώνονται σε ένα πλήρως κοσμολογικό περιβάλλον μέσω της τεχνικής «zoom-in». Διαβάστε περισσότερα για την Auriga εδώ.

Αναφορά περιοδικού:Sownak Bose, Alis J. Deason και Carlos S. Frenk. "The Imprint of Cosmic Reionization on the Luminosity Function of Galaxies," The Astronomical Journal .