Новий погляд з космічного телескопа Хаббла показує, що одні з перших яскравих галактик з'явилися у Всесвіті, з'явилися близько 13 мільярдів років тому або 900 мільйонів років після Великого вибуху. Такі галактики не були видні через 700 мільйонів років після Великого вибуху, тому менші галактики повинні були злитися разом досить швидко, щоб вони стали великими і яскравими. Відкриття були зроблені у надглибокому полі Хаббла та Великій обсерваторії зародження глибоких оглядових полів.
Систематичний пошук перших яскравих галактик, що утворилися в ранньому Всесвіті, виявив різкий стрибок кількості таких галактик близько 13 мільярдів років тому. Ці спостереження на самих ранніх етапах еволюції галактик дають нові докази ієрархічної теорії утворення галактик - уявлення про те, що великі галактики, накопичені з часом, як менші галактики стикаються і зливаються.
Астрономи Ричард Бувенс та Гарт Ілінгворт з Каліфорнійського університету в Санта-Крус використовували космічний телескоп Хаббл для дослідження утворення галактик протягом перших 900 мільйонів років після Великого вибуху. Вони повідомили про свої останні висновки у випуску журналу Nature за 14 вересня.
Глибокі спостереження у трьох темних ділянках неба - ультраглибоке поле Хаббла та поля Великих обсерваторій Походження глибокого обстеження - зібрали слабке світло, випромінене 13 мільярдами років тому зірками в первісних галактиках. На таких великих відстанях можна було виявити лише найяскравіші галактики.
«Це найглибші інфрачервоні та оптичні дані, коли-небудь прийняті. Ми дивимося на дуже ранню стадію нарощування галактик, - сказав Іллінгворт, професор астрономії та астрофізики в УСК.
Дослідники спостерігали сотні яскравих галактик приблизно через 900 мільйонів років після Великого вибуху. Але коли вони зазирнули глибше, приблизно на 200 мільйонів років раніше, вони знайшли лише одне. Полегшення їхніх критеріїв пошуку трохи виявило ще декількох кандидатів, але явно багато змін відбулося за ці 200 мільйонів років, сказав Іллінгворт.
«Більш великих, світиться галактик просто не було на місці через 700 мільйонів років після Великого вибуху. Однак через 200 мільйонів років їх було набагато більше, тому, мабуть, було багато злиття менших галактик за той час », - сказав він.
Астрономи можуть визначити, коли світло випромінювалося з далекого джерела за допомогою червоного зміщення, це міра того, як розширення Всесвіту розтягувало довжини хвилі світла, коли воно проходило через космос на величезні відстані. Бууенс, докторантура з UCSC та перший автор статті Nature, розробив програмне забезпечення для систематичного просіювання даних Хаббла в пошуках галактик з високим червоним зміщенням.
Дані надходили з двох потужних приладів на Хаббла, розширеної камери для опитування (ACS) та ближньої інфрачервоної камери та багатооб'єктного спектрографа (NICMOS). Дослідники порівнювали кількість галактик, виявлених під червоним зміщенням від 7 до 8 (700 мільйонів років після Великого вибуху), з тим, що вони, можливо, очікували б виявити, якщо популяція галактик тоді буде такою, як населення, яке вони спостерігали на червоному зміні 6 (200 мільйон років потому). Залежно від строгості критеріїв їх вибору, вони знайшли одну галактику, де їх очікували 10, або чотири, де їх очікували 17.
"Наш підхід забезпечує дуже кількісний спосіб вимірювання накопичення структури у Всесвіті, тому ми можемо побачити, як швидко вона змінювалася з часом, коли менші галактики зливалися і утворювали більші", - сказав Бувенс.
Галактики, що спостерігаються в цьому опитуванні, набагато менші, ніж наш власний Чумацький Шлях та інші гігантські галактики, що спостерігаються сьогодні у сусідньому Всесвіті. Ці ранні галактики також огоріли утворенням зірок, випромінюючи синювате світло, яке під час своєї 13-мільярдної подорожі в 13-мільярдну подорож перейшло до чутливих детекторів Хаббла.
"Це дивовижно, що ми можемо оглянути назад через 13 мільярдів років. Ми дивимося на галактики, які вже розвинулися з менших попередників, але це лише кілька сотень мільйонів років після утворення перших зірок », - сказав Іллінгворт.
Якщо Чумацький Шлях є галактичним старшим громадянином, то ці галактики - це малюки або дошкільнята. Наразі дослідники не в змозі виявити ще менші дитячі галактики, які, мабуть, злилися, щоб утворити ці перші яскраві галактики.
Але насіння цих перших галактик можна побачити в космічному мікрохвильовому фоновому випромінюванні, вимірюваному останнім часом і точно, зондом анізотропії Уілкінсона (WMAP), який показує незначні коливання щільності у надзвичайно однорідному Всесвіті приблизно через 400 000 років після Великого Вибух.
«Дуже рано в еволюції Всесвіту все було дуже гладко. Але з часом Всесвіт стає все більш незграбним, оскільки гравітація тягне більше речовини в щільніші області », - сказав Бувенс. "Наші спостереження за ранніми галактиками дозволяють нам оцінити, наскільки швидко Всесвіт еволюціонувала від менших до більших скупчень".
Виявлення перших галактик, які утвориться, стане можливим у наступника Хаббла, космічного телескопа Джеймса Вебба, який зараз планується запустити в 2013 році, заявив Іллінгворт. Додаткова інформація про пошук перших галактик доступна в Інтернеті за адресою http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Оригінальне джерело: Новини випуску UCSC
