Ved hjelp av Hubble-romteleskopet og Very Large Telescope (VLT) har astronomer sett seg tilbake for å finne den fjerneste galaksen så langt. "Vi observerer en galakse som eksisterte i det vesentlige da universet bare var rundt 600 millioner år gammelt, og vi ser på denne galaksen - og universet - for 13,1 milliarder år siden," sa Dr. Matt Lehnert fra Observatoire de Paris, som er hovedforfatter av en ny artikkel i Nature. “Forholdene var ganske forskjellige den gang. Det grunnleggende bildet som denne oppdagelsen er innebygd i, er at dette er den epoken som universet gikk fra stort sett nøytralt til i utgangspunktet ionisert. "
Lehnert og et internasjonalt team brukte VLT til å gjøre oppfølgingsobservasjoner av galaksen - kalt UDFy-38135539 - som Hubble-observasjoner i 2009 hadde avslørt. Astronomene analyserte den svake gløden i galaksen for å måle dens avstand - og alder. Dette er de første bekreftede observasjonene av en galakse hvis lys kommer ut fra reioniseringen av universet.
Reioniseringsperioden er omtrent lengst tilbake i tid som astronomer kan observere. Big Bang, for 13,7 milliarder år siden, skapte et varmt, grumset univers. Omtrent 400 000 år senere ble temperaturene avkjølt, elektroner og protoner slo seg sammen for å danne nøytralt hydrogen, og murken klarnet. En tid før 1 milliard år etter Big Bang begynte nøytralt hydrogen å danne stjerner i de første galaksene, som utstrålte energi og endret hydrogenet tilbake til å bli ionisert. Selv om det ikke var den tykke plasmasuppen fra den tidligere perioden like etter Big Bang, startet denne galakseformasjonen reioniseringsepoken, og ryddet den ugjennomsiktige hydrogentåken som fylte kosmos på denne tidlige tiden.
Lehnert sa under en pressemelding på nettet. ”Den mørke saken som gjennomsyrer universet, begynte å dra gassen og dannet de første galaksene. Da galaksene begynte å danne seg, gjeninntog det universet. ”
UDFy-38135539 er omtrent 100 millioner lysår lenger enn den forrige fjerneste gjenstanden, en gammastråle.
Å studere disse første galaksene er ekstremt vanskelig, sa Lehnert, da det svake lyset for det meste faller i den infrarøde delen av spekteret fordi bølgelengden er blitt strukket av utvidelsen av Universet - en effekt kjent som rødforskyvning. I løpet av mindre enn en milliard år etter Big Bang absorberte hydrogentåken som gjennomsyret universet det voldsomme ultrafiolette lyset fra unge galakser.
Det nye Wide Field Camera 3 på NASA / ESA Hubble-romteleskopet oppdaget flere kandidatobjekter i 2009, og med 16 timers observasjoner ved bruk av VLT, var teamet i stand til å bli brukt til å oppdage den veldig svake glød fra hydrogen på en rødforskyvning av 8.6.
Teamet brukte SINFONI infrarødt spektroskopisk instrument på VLT og en veldig lang eksponeringstid.
"Å måle rødskiftet til den fjerneste galaksen så langt er veldig spennende i seg selv," sa medforfatter Nicole Nesvadba (Institut d’Astrophysique Spatiale), ”men de astrofysiske implikasjonene av denne oppdagelsen er enda viktigere. Dette er første gang vi vet med sikkerhet at vi ser på en av galakene som ryddet ut tåken som hadde fylt det tidlige universet. ”
Noe av det overraskende ved dette funnet er at glødet fra UDFy-38135539 ikke ser ut til å være sterk nok på egen hånd til å tømme hydrogentåken. "Det må være andre galakser, sannsynligvis svakere og mindre massive følgesvenner i nærheten av UDFy-38135539," sa medforfatter Mark Swinbank fra Durham University, "som også bidro til å gjøre rommet rundt galaksen transparent. Uten denne ekstra hjelpen ville lyset fra galaksen, uansett hvor genialt, blitt fanget i den omliggende hydrogentåken, og vi ville ikke ha kunnet oppdage det. ”
Kilder: ESO, pressemelding
