'Najbolj oddaljena galaksija doslej!' Ali tega še nismo slišali? (Glej tukaj in tukaj , na primer.) Čeprav je res, da se astronomi z boljšimi instrumenti pomikajo dlje v preteklost, obstajajo temeljni izzivi tako pri opazovanju kot merjenju razdalj do najzgodnejših galaksij v vesolju.
Zato je to novo opazovanje galaksije, ki je nastala približno 700 milijonov let po velikem poku, pomembno. Medtem ko je bilo identificiranih na desetine galaksij, ki so nastale v tistem obdobju, so astronomi izmerili natančne razdalje le za pet od njih. Ta galaksija je šesta in je najbolj oddaljena v skupini. Morda še pomembneje kot merjenje razdalje, so raziskovalci ugotovili, da je ta galaksija rodila nove zvezde z več kot 100-krat večjo hitrostjo kot danes Rimska cesta. To kaže, da so bile zgodnje galaksije morda bolj agresivne pri nastajanju zvezd, kot se je prej verjelo.
TO nov članek, objavljen vNarava (opozorilo plačljivega zidu) opisuje merjenje rdečega premika galaksije, ugotovljene v kozmični skupščini blizu infrardeče globoke ekstragalaktične dediščine (CANDELS), ki uporablja infrardeči spektrograf na teleskopu Keck na Havajih. Zaradi te velike razdalje vesoljski teleskop Hubble ne vidi galaksije v svojih optičnih pasovih, je pa svetel infrardeči vir, tako za Hubble kot za vesoljski teleskop Spitzer. Rdeči premik, če se spomnite, je merilo, kako hitro se zdi, da se galaksija odmika od nas, ko se vesolje širi; višji kot je rdeči premik, bolj oddaljena je ta galaksija - in zato dlje prej je oddajala svetlobo, ki jo vidimo. Ko vesolje raste, sorazmerno raztegne valovno dolžino svetlobe. Na ta način se vidna svetloba ali celo ultravijolična emisija, ki je običajna za zvezde, rdeče premakne v infrardeči del spektra.
V tem primeru so astronomi izmerili rdeči premik galaksije z8_GND_5296 (za vas je nepozabno ime) na 7,51, kar pomeni približno 13 milijard svetlobnih let od nas. To število so določili z merjenjem emisije Lyman alfa (Ly α ) iz vodikovega plina, ki je zelo pogost in težko izmerljiv na tako velikih razdaljah. Ly α svetloba iz vodikovega plina na naši lokaciji je približno 122 nanometrov, trdno v ultravijoličnem delu spektra, vendar je ustrezna emisija iz z8_GND_5296 približno 1034 nanometrov, kar je infrardeča. (Če želite dobiti rdeči premik, delite večje število z manjšim in odštejte 1. Na žalost razmerje med rdečim pomikom in razdaljo ni nikjer tako preprosto.)
Vendar pa vsaka galaksija na primerljivih razdaljah nima merljivih emisij Ly α: zdi se, da nekaj preprečuje, da bi večji del te svetlobe dosegel nas. Vodilna ideja je nevtralen medgalaktični plin, ki razprši svetlobo, vendar je opaženih premalo galaksij, da bi potrdili to hipotezo. Kot rezultat, obstaja na desetine galaksij z rdečimi premiki, večjimi od 7 (ki niso določeni s spektrom, ampak z navidezno barvo galaksije), pri večini rdečih premikov ni mogoče dvakrat preveriti. Ta dokument poroča o 43 zgodnjih galaksijah, vendar je imela le ena od tega vzorca merljive emisije Ly α.
Še bolj zanimivo je, da je galaksija z8_GND_5296 razmeroma bogata s 'kovinami': elementi, težji od helija. Ker te elemente proizvajajo zvezde in ne Veliki pok, to kaže na zelo hiter cikel rojstva in smrti zvezde tudi do trenutka, ko je ta galaksija oddajala svetlobo, ki jo opazujemo.
V podporo tej trditvi so avtorji te študije ugotovili, da imata z8_GND_5296 in podobna galaksija, označena z GN 108036, izjemno visoke stopnje nastajanja zvezd, ki pretvarjajo maso, ki ustreza 330 Soncem, v nove zvezde. To je več kot 100-krat večja stopnja nastajanja zvezd v Rimski cesti in je primerljiva z nekaterimi najbolj ekstremnimi galaksijami, ki tvorijo zvezde. Te galaksije so prej veljale za redke, zato bodo astronomi morda morali revidirati svoje ocene o tem, kako hitro so v zgodnjih galaksijah nastale nove zvezde.
Ne glede na vse bo zanimivo videti, kakšne so druge zgodnje galaksije, ko se bodo naša opazovanja izboljševala. Brez tega ne bomo vedeli, ali je z8_GND_5296 redkost v svojem ekstremnem nastajanju zvezd, ali razumeli, zakaj je relativno svetel v emisijah Ly α, medtem ko njegovi bratje in sestre niso. In morda bomo v času našli delitev med obdobjem brez galaksij in prvimi galaksijami, ki so nastale.