Десятиліттями астрономи намагаються побачити якомога далі у глибокий Всесвіт. Спостерігаючи за космосом, як це було незабаром після Великого вибуху, астрофізики та космологи сподіваються дізнатись усе можливе про раннє становлення Всесвіту та його подальшу еволюцію. Завдяки таким інструментам, як Космічний телескоп Хаббл, астрономи змогли побачити частини Всесвіту, які раніше були недоступні.
Але навіть поважний Хаббл не в змозі побачити все, що відбувалося під час раннього Всесвіту. Однак, використовуючи об'єднану потужність деяких новітніх астрономічних обсерваторій з усього світу, група міжнародних астрономів під керівництвом Інституту астрономії університету Токіо спостерігала 39 раніше нерозкритих стародавніх галактик, що може мати великі наслідки для астрономії та космології.
Команда, яка стояла за відкриттям, включала членів Інституту астрономії університету Токіо, Французького національного центру наукових досліджень (CNRS), Норманського університету Аньхой в Китаї, Університету Людвіга-Максимілієна в Мюнхені, Національної астрономічної обсерваторії Китаю та Інститут астрономії та астрофізики Academia Sinica (ASIAA) в Тайвані. Їх дослідження з'явилися у випуску 7 серпня Природа.
Виявлення "Невидимого"
Простіше кажучи, найбільш ранні галактики у Всесвіті до цих пір залишалися невидимими, оскільки їх світло дуже слабкий і виникає на великих довжинах хвиль, які Хаббл не виявляється. Команда
Результат відкриття був не лише безпрецедентним, але відкриття цієї безлічі галактик подібного типу не піддаються сучасним космологічним моделям. Як пояснив Дао Ван, дослідник AISAA та співавтор дослідження, пояснив:
«Це перший раз, коли така велика популяція масивних галактик була підтверджена протягом перших 2 мільярдів років 13,7-мільярдового життя Всесвіту. Вони раніше були невидимими для нас. Цей висновок суперечить сучасним моделям того періоду космічної еволюції і допоможе додати деякі деталі, які до цього часу відсутні. "
Ці галактики, хоча вони були найбільшими на той час, все-таки помітити було дуже важко. Значна причина пов'язана з тим, наскільки їхнє світло було розтягнуто розширенням Всесвіту. У повсякденній астрономії,
Це дозволяє астрономам не лише розповісти, наскільки віддалений об’єкт, але як виглядав цей об’єкт у минулому. Але дивлячись на саму ранню епоху Всесвіту (понад 13 мільярдів років тому) величезна відстань розтягує довжину хвилі видимого світла до тієї точки, коли вона вже не перебуває в області видимого світла і стає інфрачервоною.
Ще одна причина, яку ці галактики важко помітити - це те, що більші галактики, як правило, оповиті пилом, особливо коли вони ще знаходяться в ранніх частинах свого утворення. Це має тенденцію затемнювати їх більше, ніж їх менші галактичні аналоги. З цих причин були певні підозри, що ці галактики не такі старі, як запропонувала команда. Як вказав Ван:
«Важко було переконати наших ровесників, що ці галактики такі ж старі, як ми їх підозрювали. Наші початкові підозри щодо їх існування з'явилися з інфрачервоних даних космічного телескопа Спітцер. Але ALMA має гострі очі і розкриває деталі на субміліметрових довжинах хвиль, найкраща довжина хвилі, щоб зазирнути через пил, присутній у ранньому Всесвіті. Незважаючи на це, потрібні додаткові дані з образно названого дуже великого телескопа в Чилі, щоб дійсно довести, що ми бачимо стародавні масивні галактики, де ще жодного не бачили ».
Що це означає для астрономії?
Оскільки відкриття цих галактик не піддаються сучасним космологічним моделям, то висновки команди, природно, мають суттєвий вплив для астрономів. Як пояснив Котаро Кохно, професор Інституту астрономії та співавтор дослідження, пояснив:
«Чим масивніша галактика, тим масивніша надмасивна чорна діра в її серці. Тож вивчення цих галактик та їх еволюція також розкажуть нам більше про еволюцію надмасивних чорних дір ", - додав Кохно. «Масивні галактики також тісно пов'язані з розподілом невидимої темної речовини. Це відіграє певну роль у формуванні структури та розподілу галактик. Теоретичним дослідникам зараз потрібно буде оновити свої теорії ».
Ще однією цікавою знахідкою були способи, якими ці 39 давніх галактик відрізняються від наших власних. Для початку ці галактики мали більшу щільність зірок, ніж Чумацький Шлях сьогодні; це означає, що якби наша галактика була схожа, зіркові режисери бачили б щось зовсім інше, коли вони дивилися на нічне небо.
«З одного боку, нічне небо здавалося б набагато величнішим. Більша щільність зірок означає, що поблизу буде набагато більше зірок, коли вони будуть більшими і яскравішими », - сказав Ван. "Але навпаки, велика кількість пилу означає, що віддалені зірки будуть набагато менш помітні, тому фон цих яскравих близьких зірок може бути величезною темною порожнечею".
Оскільки це вперше виявлена галактична популяція такого роду, астрономи з нетерпінням чекають, що ще вони можуть знайти. Як відомо, навіть ALMA недостатньо складний для дослідження хімічних складів і зоряних популяцій цих галактик. Однак обсерваторії нового покоління матимуть рішення астрономів провести ці дослідження.
До них відносяться космічний телескоп Джеймса Вебба, який наразі планується запустити в 2021 році. Наземні обсерваторії, такі як надзвичайно великий телескоп ESO, телескоп тридцятиметровий (TMT) та телескоп Giant Magellan (GMT), також, ймовірно. відіграють життєво важливу роль.
Це час для астрономів та космологів. Колись так повільно вони відшаровують ще один шар Всесвіту, щоб побачити, які таємниці ховаються внизу!
