Используя космический телескоп Хаббла и Очень Большой телескоп (VLT), астрономы оглянулись назад, чтобы найти самую далекую галактику до сих пор. «Мы наблюдаем галактику, которая существовала, по существу, когда Вселенной было всего около 600 миллионов лет, и мы смотрим на эту галактику - и Вселенную - 13,1 миллиарда лет назад», - сказал доктор Мэтт Ленерт из Обсерватории Парижа, который является ведущим автором новой статьи в Nature. «Тогда условия были совсем другие. Основная картина, в которой заложено это открытие, заключается в том, что это эпоха, в которой Вселенная перешла от нейтральной к ионизированной ».
Ленерт и международная команда использовали VLT для последующих наблюдений за галактикой - UDFy-38135539, - которые показали наблюдения Хаббла в 2009 году. Астрономы проанализировали очень слабое свечение галактики, чтобы измерить ее расстояние и возраст. Это первые подтвержденные наблюдения галактики, свет которой появляется в результате реионизации Вселенной.
Период реионизации - самый отдаленный период времени, который астрономы могут наблюдать. Большой взрыв 13,7 миллиардов лет назад создал горячую и темную вселенную. Около 400 000 лет спустя температура остыла, электроны и протоны объединились, образовав нейтральный водород, и мутность очистилась. За некоторое время до 1 миллиарда лет после Большого взрыва нейтральный водород начал образовывать звезды в первых галактиках, которые излучали энергию и превращали водород обратно в ионизированный. Хотя не густой плазменный суп раннего периода сразу после Большого взрыва, это образование галактики начало эпоху реионизации, очистив непрозрачный водородный туман, который заполнил космос в это раннее время.
«Вся история Вселенной связана с реионизацией», - сказал Ленерт во время онлайн-пресс-брифинга. «Темная материя, которая пронизывает Вселенную, начала тянуть газ и образовала первые галактики. Когда галактики начали формироваться, она реионизировала Вселенную ».
UDFy-38135539 примерно на 100 миллионов световых лет дальше, чем предыдущий самый отдаленный объект - гамма-всплеск.
По словам Ленерта, изучение этих первых галактик чрезвычайно сложно, поскольку тусклый свет падает в основном в инфракрасной части спектра, поскольку его длина волны растягивается в результате расширения Вселенной - эффект, известный как красное смещение. В течение менее чем миллиарда лет после Большого взрыва водородный туман, который пронизывал Вселенную, поглощал яростный ультрафиолетовый свет от молодых галактик.
Новая широкоугольная камера 3 на космическом телескопе Хаббла НАСА / ЕКА обнаружила несколько объектов-кандидатов в 2009 году, и благодаря 16-часовым наблюдениям с использованием VLT команда смогла обнаружить очень слабое свечение от водорода с красным смещением 8.6.
Команда использовала инфракрасный спектроскопический прибор SINFONI на VLT и очень долгое время экспозиции.
«Измерение красного смещения самой далекой галактики до сих пор само по себе очень волнующе, - говорит соавтор Николь Несвадба (Institut d’Astrophysique Spatiale), - но астрофизические последствия этого обнаружения еще более важны. Мы впервые знаем наверняка, что смотрим на одну из галактик, которые очистили туман, который заполнил очень раннюю Вселенную ».
Одна из удивительных вещей в этом открытии состоит в том, что свечение от UDFy-38135539, по-видимому, недостаточно сильное, чтобы рассеять водородный туман. «Должны быть другие галактики, возможно, более слабые и менее массивные соседние спутники UDFy-38135539», - сказал соавтор Марк Суинбанк из Даремского университета, «который также помог сделать пространство вокруг галактики прозрачным. Без этой дополнительной помощи свет от галактики, каким бы ярким он ни был, попал бы в окружающий водородный туман, и мы не смогли бы его обнаружить ».
Источники: ESO, брифинг для прессы
