Resim kredisi: ESO
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskopunu (VLT) uzaya derinlemesine bakmak ve 12,6 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan galaksileri görmek için kullandı - bu galaksiler Evren şu anki yaşının sadece% 10'u olduğunda görülür. Bu eski gökada çok az sayıda gökada bulundu ve bu yeni koleksiyon, gökbilimcilerin, parlak gökadalar daha nadir olduğunda kozmik bir Karanlık Çağın bir parçası oldukları sonucuna varmasına yardımcı oldu - sadece 500 milyon yıl sonra daha vardı.
ESO Çok Büyük Teleskopu (VLT) kullanarak Almanya ve İngiltere'den iki gökbilimci [2] şimdiye kadar görülen en uzak gökadalardan bazılarını keşfettiler. Yaklaşık 12.600 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadırlar.
Şimdi VLT tarafından kaydedilen ışığı, bu büyük mesafeyi katetmek için Evren çağının onda onda biri kadar sürdü. Bu nedenle, bu galaksileri, Evrenin çok genç olduğu, şu andaki yaşının yaklaşık% 10'undan daha az olduğu bir zamanda gözlemliyoruz. O zamanlar, Evren, “Karanlık Çağlar” olarak bilinen, aydınlık “Kozmik Rönesans” çağına giren uzun bir dönemden ortaya çıkıyordu.
Bu çalışma, bu erken dönemde az sayıda yaygın dağınık gökada bulunmasına yol açan önceki çalışmalardan farklı olarak, küçük bir gökyüzü alanında en az altı uzak vatandaş buldu ve dolunayın yüzde beşinden daha az oldu! Bu, bu gökadaların evrimini ve gençliğinde Evrenin durumunu nasıl etkilediğini anlamayı sağladı.
Özellikle, gökbilimciler, bu benzersiz veriler temelinde, bu erken aşamada Evrende 500 milyon yıl sonra çok daha az aydınlık gökada olduğu sonucuna varmışlardır.
Bu nedenle, inceledikleri alan bölgesinde daha az aydınlık gökadalar olmalı, bu çalışmada tespit edilemeyecek kadar zayıf olmalıdır. Özellikle o dönemde Evrendeki hidrojeni iyonlaştırmak için gerekli olan enerjik fotonların çoğunu yayanlar hala tanımlanmamış galaksiler olmalı.
Büyük Patlama'dan Kozmik Rönesans'a
Günümüzde, Evren, kuasarlar ve sıcak yıldızlar tarafından üretilen enerjik ultraviyole radyasyon ile doludur. Kısa dalga boyu fotonları, yaygın galaksiler arası ortamı oluşturan hidrojen atomlarından elektronları serbest bırakır ve bu nedenle ikincisi neredeyse tamamen iyonize olur. Ancak, böyle olmadığı zaman Evren tarihinde erken bir dönem vardı.
Evren, Big Bang denilen sıcak ve aşırı yoğun bir başlangıç durumundan kaynaklandı. Gökbilimciler şimdi bunun yaklaşık 13.700 milyon yıl önce gerçekleştiğine inanıyorlar.
İlk birkaç dakika boyunca muazzam miktarlarda proton, nötron ve elektron üretildi. Evren o kadar sıcaktı ki, protonlar ve elektronlar serbestçe yüzüyordu: Evren tamamen iyonize edildi.
Yaklaşık 100.000 yıl sonra, Evren birkaç bin dereceye kadar soğudu ve çekirdekler ve elektronlar şimdi atom oluşturmak için birleşti. Kozmologlar bu anı “rekombinasyon dönemi” olarak adlandırmaktadır. Şimdi her yönden gözlemlediğimiz mikrodalga arkaplan radyasyonu, o uzak çağda Evren'deki büyük tekdüzelik durumunu gösteriyor.
Ancak bu aynı zamanda Evrenin karanlığa daldığı zamandı. Bir tarafta, primordial ateş topundan gelen kalıntı radyasyon, daha uzun dalga boylarına doğru kozmik genişleme ile gerilmişti ve bu nedenle hidrojeni iyonize edemedi. Aksine, yeni oluşan hidrojen atomları tarafından hapsolmuştu. Öte yandan, henüz geniş alanı aydınlatabilecek yıldız veya kuasar oluşmadı. Dolayısıyla bu karanlık dönem oldukça makul bir şekilde “Karanlık Çağlar” olarak adlandırılmaktadır. Gözlemler henüz bu uzak çağa nüfuz edememiştir - bilgimiz hala ilkeldir ve hepsi teorik hesaplamalara dayanmaktadır.
Birkaç yüz milyon yıl sonra, ya da en azından gökbilimciler inanıyor, birlikte hareket eden devasa gaz bulutlarından ilk büyük nesneler oluşmuştu. İlk nesil yıldızlar ve bir süre sonra ilk galaksiler ve kuasarlar yoğun ultraviyole radyasyon üretti. Ancak bu radyasyon çok ilerleyemedi, çünkü bu işlemde tekrar iyonize olan hidrojen atomları tarafından hemen emilecekti.
Galaksiler arası gaz böylece iyonlaştırıcı kaynakların etrafındaki sürekli büyüyen alanlarda iyonize hale geldi. Bir anda, bu küreler o kadar büyük hale gelmişlerdi ki tamamen örtüştüler: Evren üzerindeki sis kalkmıştı!
Bu Karanlık Çağların sonuydu ve bir kez daha insanlık tarihinden devralınarak bazen “Kozmik Rönesans” olarak anılıyor. Bu dönemin en önemli özelliğini anlatan gökbilimciler, buna “yeniden iyonlaşma çağı” da diyorlar.
VLT ile En Uzak Gökadaları Bulmak
Karanlık Çağların sonunda Evrenin durumuna biraz ışık tutmak için, son derece uzak (yani yüksek kırmızıya kayma [2]) gökadaları keşfetmek ve incelemek gerekir. Çeşitli gözlemsel yöntemler kullanılabilir - örneğin, uzak gökadalar, dar bantlı görüntüleme yoluyla (örneğin ESO PR 12/03), büyük kümeler tarafından kütleçekimsel olarak geliştirilmiş görüntüler kullanılarak ve aynı zamanda tesadüfen bulunmuştur.
Garching, Almanya'daki MPE'den Matthew Lehnert ve İngiltere'nin Bristol Üniversitesi'nden Malcolm Bremer, araya giren galaksiler arası ortamdaki emilimin neden olduğu uzak bir galaksinin gözlenen renklerinin değişiminden yararlanan özel bir teknik kullandı. 4.8 ila 5.8 kırmızıya kaymalarındaki gökadalar, kırmızı optik ışıkta nispeten parlak görünen ve yeşil ışıkta soluk veya algılanmayan gökadalar aranarak bulunabilir. Bireysel gökadaların ışık dağılımındaki bu tür kırılmalar, galaksinin yüksek kırmızıya kaymada yer alabileceğine ve ışığının, Big Bang'den sadece 1000 milyon yıl sonra bize doğru uzun yolculuğuna başladığına dair güçlü kanıtlar sağlar.
Bunun için, ilk önce 8.2 m'lik bir VLT YEPUN teleskopunda FORS2 çok modlu aleti kullanarak küçük bir gökyüzü alanının (40 kare arcmin) üç optik filtreden (yeşil, kırmızı ve çok kırmızı) son derece “derin” fotoğraflar çekin veya dolunay büyüklüğünün yaklaşık yüzde 5'i). Bu görüntüler, yeşil ve kırmızı filtreler arasında büyük aralar veren yaklaşık 20 galaksiyi ortaya çıkardı ve bu da yüksek kırmızıya kayma olduklarını gösteriyor. Bu galaksilerin spektrumları daha sonra gerçek kırmızıya kaymalarını ölçmek için aynı cihazla elde edildi.
Malcolm Bremer, “Bu gözlemlerin başarısının anahtarı FORS2'de bulunan yeni kırmızı geliştirilmiş dedektörün kullanılmasıydı” diyor.
Spektrumlar, altı galaksinin 4.8 ve 5.8 arasındaki kırmızıya kaymalara karşılık gelen mesafelerde bulunduğunu gösterdi; diğer galaksiler daha yakındı. Şaşırtıcı bir şekilde ve gökbilimcilerin zevkine, şans eseri gözlenen (FORS2 yarıklarından birinde yer alan) başka bir zayıf galakside bir emisyon çizgisi görüldü. 6.6. Bu daha sonraki gözlemlerle teyit edilecekse, bu galaksi bilinen en uzak altın madalya için bir yarışmacı olacaktır!
Bilinen En Eski Gökadalar
Spektrumlar, bu galaksilerin aktif olarak yıldız oluşturduğunu ve muhtemelen 100 milyon yıldan daha eski olmadığını, belki de daha genç olduğunu ortaya koydu. Bununla birlikte, sayıları ve gözlenen parlaklıkları, bu kırmızıya kaymalardaki aydınlık gökadaların, bize yakın olan benzer şekilde seçilen gökadalardan daha az ve daha az aydınlık olduğunu göstermektedir.
Malcom Bremer, “Bulgularımız, keşfedilen galaksilerden gelen ultraviyole ışığın, çevre gazı tamamen iyonize etmek için yetersiz olduğunu gösteriyor” diye açıklıyor. “Bu bizi, çalıştığımız alan bölgesinde, bu şekilde algılanamayacak kadar çok daha küçük ve daha az aydınlık gökadaların olması gerektiği sonucuna götürüyor. Evrendeki hidrojeni iyonlaştırmak için gerekli olan enerjik fotonların çoğunu yayanlar hala görünmeyen galaksiler olmalı. ”
“Bir sonraki adım, VLT'yi daha yüksek kırmızıya kaymalarda daha fazla ve daha zayıf gökadalar bulmak için kullanmak olacak” diye ekliyor Matthew Lehnert. “Bu tür uzak nesnelerin daha büyük bir örneğiyle, onların doğası ve gökyüzündeki yoğunluklarının değişimi hakkında fikir edinebiliriz.”
Bir İngiliz Prömiyeri
Burada sunulan gözlemler, İngiltere'nin Temmuz 2002'de ESO'ya üye olmasından bu yana İngiliz bilim adamlarının ilk büyük keşifleri arasında yer alıyor. İngiltere'nin ESO üyeliğini finanse eden Parçacık Fiziği ve Astronomi Araştırma Konseyi'nden (PPARC) Richard Wade çok memnun : “Avrupa Güney Gözlemevi'ne katılırken İngiltere gökbilimcilerine VLT gibi dünya lideri tesislere erişim izni verildi. Gelecek çok daha fazla şey olacağından emin olduğum bu heyecan verici yeni sonuçlar, İngiltere gökbilimcilerinin en son keşiflere nasıl katkıda bulunduklarını gösteriyor. ”
Daha fazla bilgi
Bu Basın Bülteni'nde açıklanan sonuçlar Astrofizik Dergisi'nde (M.D. Lehnert ve M. Bremer'ın z> 5'teki “Aydınlık Lyman Arası Gökadalar ve Reiyonizasyonun Kaynağı”) dergisinde yayınlanmak üzere. Astro-ph / 0212431 olarak elektronik olarak mevcuttur.
notlar
[1]: Bu, koordineli bir ESO / PPARC Basın Bülteni'dir. Sürümün PPARC sürümünü burada bulabilirsiniz.
[2]: Bu çalışma Malcolm Bremer (Bristol Üniversitesi, Birleşik Krallık) ve Matthew Lehnert (Max-Planck-Institut f? R Extraterrestrische Physik, Garching, Almanya) tarafından yapılmıştır.
[3]: Bremer Derin Alanındaki galaksilerin ölçülen kırmızıya kaymaları z = 4.8-5.8 olup, bir tane beklenmedik (ve şaşırtıcı) kırmızıya kayması 6.6'dır. Astronomide, kırmızıya kayma, bir nesnenin spektrumundaki çizgilerin daha uzun dalga boylarına kaydırıldığı kesri belirtir. Uzak bir galaksinin gözlenen kırmızıya kayması, mesafesinin bir tahminini sağlar. Mevcut metinde belirtilen mesafeler 13,7 milyar yıllık Evrenin yaşına dayanmaktadır. Belirtilen kırmızıya kaymada, atomik hidrojenin Lyman-alfa çizgisi (dinlenme dalga boyu 121.6 nm), 680 ila 920 nm'de, yani kırmızı spektral bölgede gözlenir.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
