В течение десятилетий астрономы пытались увидеть как можно глубже Вселенную. Наблюдая за космосом, как это было вскоре после Большого взрыва, астрофизики и космологи надеются узнать все, что могут, о раннем образовании Вселенной и ее последующей эволюции. Благодаря таким инструментам, как Космический телескоп Хаббластрономы смогли увидеть части Вселенной, которые ранее были недоступны.
Но даже почтенный Хаббл не способен увидеть все, что происходило в ранней Вселенной. Однако, используя объединенную мощь некоторых новейших астрономических обсерваторий со всего мира, группа международных астрономов во главе с Институтом астрономии Токийского университета наблюдала 39 ранее не обнаруженных древних галактик, и эта находка может иметь серьезные последствия для астрономии и космологии.
Команда за открытие включала членов Института астрономии Токийского университета, Французского национального центра научных исследований (CNRS), Нормального университета Аньхой в Китае, Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Национальной астрономической обсерватории Китая и Academia Sinica Институт астрономии и астрофизики (ASIAA) на Тайване. Их исследование появилось в выпуске 7 августа Природа.
Обнаружение «Невидимого»
Проще говоря, самые ранние возможные галактики во Вселенной оставались невидимыми до сих пор, потому что их свет очень слабый и возникает на длинных волнах, которые Хаббл не обнаруживает. Команда
Полученное в результате открытие было не только беспрецедентным, но и открытие такого количества галактик этого типа не поддается современным космологическим моделям. Как объяснил Тао Ван, исследователь из AISAA и соавтор исследования:
«Это первый случай, когда такая большая популяция массивных галактик была подтверждена в течение первых 2 миллиардов лет из жизни 13,7 миллиардов лет во Вселенной. Они были ранее невидимы для нас. Это открытие противоречит современным моделям того периода космической эволюции и поможет добавить некоторые детали, которые отсутствовали до сих пор ».
Эти галактики, хотя они и были самыми большими из существующих в то время, все еще было очень трудно обнаружить. Большая часть причины связана с тем, насколько их свет растянулся в результате расширения Вселенной. В повседневной астрономии
Это позволяет астрономам не только сказать, насколько удален объект, но и как этот объект выглядел в прошлом. Но, глядя на самую раннюю эпоху Вселенной (более 13 миллиардов лет назад), огромное расстояние растягивает длину волны видимого света до точки, где оно больше не находится в области видимого света и становится инфракрасным.
Другая причина, по которой эти галактики трудно обнаружить, заключается в том, что большие галактики, как правило, окутаны пылью, особенно когда они все еще находятся на ранних этапах своего формирования. Это имеет тенденцию затемнять их больше, чем их меньшие галактические аналоги. По этим причинам было некоторое подозрение, что эти галактики были не такими старыми, как предполагали специалисты. Как указал Ван:
«Было трудно убедить наших пэров, что эти галактики были такими же старыми, как мы и подозревали. Наши первоначальные подозрения об их существовании исходили из инфракрасных данных космического телескопа Спитцера. Но у ALMA острые глаза и детали на субмиллиметровых длинах волн, лучшая длина волны, чтобы смотреть сквозь пыль, присутствующую в ранней вселенной. Несмотря на это, потребовались дополнительные данные из очень большого телескопа в Чили, названного с большим воображением, чтобы действительно доказать, что мы видели древние массивные галактики, которых раньше не было видно ».
Что это значит для астрономии?
Поскольку открытие этих галактик не поддается нашим нынешним космологическим моделям, выводы команды, естественно, имеют некоторые важные последствия для астрономов. Как Котаро Коно, профессор Института астрономии и соавтор исследования, объяснил:
«Чем массивнее галактика, тем массивнее черная дыра в ее сердце. Таким образом, изучение этих галактик и их эволюция расскажет нам больше об эволюции сверхмассивных черных дыр », - добавил Коно. «Массивные галактики также тесно связаны с распространением невидимой темной материи. Это играет роль в формировании структуры и распределения галактик. Исследователи-теоретики должны будут обновить свои теории сейчас ».
Другой интересной находкой было то, чем эти 39 древних галактик отличаются от наших. Для начала, эти галактики имели более высокую плотность звезд, чем Млечный Путь сегодня; Это означает, что если бы наша галактика была похожа, то наблюдатели звезд увидели бы что-то совсем другое, когда посмотрели на ночное небо.
«С одной стороны, ночное небо будет казаться намного более величественным. Большая плотность звезд означает, что их будет гораздо больше, если они будут выглядеть крупнее и ярче », - сказал Ван. «Но, наоборот, большое количество пыли означает, что далекие звезды будут гораздо менее заметны, поэтому фон этих ярких близких звезд может быть огромной темной пустотой».
Поскольку впервые галактическая популяция была обнаружена впервые, астрономы с нетерпением ждут того, что еще они могут найти. В его нынешнем виде даже ALMA недостаточно развита, чтобы исследовать химический состав и звездные популяции этих галактик. Тем не менее, обсерватории следующего поколения получат разрешение астрономов на проведение этих исследований.
К ним относятся космический телескоп Джеймса Вебба, который в настоящее время планируется к запуску в 2021 году. Наземные обсерватории, такие как Чрезвычайный большой телескоп ESO (ELT), Тридцатиметровый телескоп (TMT) и Гигантский Магелланов телескоп (GMT), также могут играть жизненно важную роль.
Это захватывающее время для астрономов и космологов. Очень медленно они отрывают еще один слой Вселенной, чтобы увидеть, какие тайны скрываются ниже!
