Bildekreditt: Subaru Telescope
Subaru-teleskopet, basert i Japan, har oppdaget den fjerneste galaksen som noen gang er registrert med 12,8 milliarder lysår unna. Subaru Deep Field prosjektgruppe avdekket 70 kandidater fjerne objekter ved å bruke et spesielt filter som bare lar lys med en veldig spesifikk bølgelengde passere - en som tilsvarer objekter som er omtrent 13 milliarder lysår unna.
Subaru-teleskopet har funnet en galakse 12,8 milliarder lysår unna (en rødskift på 6,58; se note 1), den fjerneste galaksen som noen gang er observert. Denne oppdagelsen er det første resultatet fra Subaru Deep Field Project, et forskningsprosjekt fra Subaru Telescope fra National Astronomical Observatory of Japan som driver Subaru-teleskopet. Subaru Deep Field (SDF) prosjektgruppe fant omtrent 70 fjerne galakskandidater ved å feste et spesielt filter designet for å oppdage galakser rundt 13 milliarder lysår unna på et kamera med et bredt synsfelt. Oppfølgingsobservasjoner med en spektrograf bekreftet at to av ni av kandidatene faktisk er fjerne galakser. En av disse er den fjerneste galaksen som noen gang er observert. Denne oppdagelsen hever forventningen om at prosjektet vil kunne finne et stort antall fjerne galakser som vil bidra til å avdekke universets tidlige historie på en statistisk meningsfull måte.
SDF-prosjektet er et observasjonsprosjekt fra National Astronomical Observatory of Japan, designet for å vise fram Subaru-teleskopets evner og for å løse grunnleggende astronomiske spørsmål som er vanskelige å ta opp gjennom Subarus vanlige tidsfordelingssystem. De fleste forskningsprogrammer på Subaru-teleskop velges gjennom en konkurransedyktig tidsfordelingsprosess kalt Open Use, som er åpen for alle astronomer, men tillater maksimalt bare tre observasjonsnetter hvert halvår. Ved å samle observasjonsnetter reservert for observatoriet og astronomene som bidro til etablering av Subaru Telescope, kan et observatorium prosjekt ta opp spørsmål som krever større teleskopressurser enn det typiske forskningsforslaget. SDF-prosjektets hovedmål er å oppdage et stort antall av de fjerneste galaksene som kan påvises og forstå deres egenskaper og deres innvirkning på universets utvikling. Lysets hastighet er den grunnleggende grensen for hvor rask informasjon kan reise (se note 2). Når vi oppdager lys fra en galakse 13 milliarder lysår unna, betyr det at vi ser galaksen slik den var for 13 milliarder år siden. Å se etter stadig fjernere galakser betyr å se på galakser på tidligere og tidligere tider i universet.
SDF-observasjonene utnyttet det faktum at lys fra fjerne galakser har en karakteristisk bølgelengde og form. Astronomer tror at de tidligste galaksene raskt dannet stjerner fra hydrogen, den dominerende formen for materie i universet. Lyset fra disse stjernene ville ha begeistret alt hydrogen som er igjen rundt dem til tilstander med høyere energi og til og med ionisert det. Når begeistret hydrogen går tilbake til lavere energitilstander, avgir det lys ved flere forskjellige bølgelengder. Imidlertid vil mesteparten av dette lyset slippe unna den unge galaksen som en utslippslinje ved 122 nanometer fordi "blåere" lys med kortere bølgelengder og høyere energi kan gjenopplive andre hydrogenatomer. Siden universet ekspanderer, jo lenger borte en galakse er fra oss, jo raskere beveger den seg fra oss. På grunn av denne bevegelsen blir lys fra fjerne galakser doppler forskjøvet til lengre eller rødere bølgelengder, og denne utslippslinjen er "rødskiftet" til en lengre bølgelengde som er karakteristisk for galaksenes avstand, og selve galaksen virker rødere. Når lyset beveger seg den lange avstanden fra sin opprinnelse til Jorden, kan lys på den høyere energisiden, eller den blå siden av utslippslinjen, tas opp av det nøytrale hydrogenet i intergalaktisk rom. Denne absorpsjonen gir utslippslinjen et særegent asymmetrisk utseende. Et generelt rødt utseende og en sterk utslippslinje i en bestemt bølgelengde med en bestemt asymmetrisk form er signaturen til en fjern nyfødt galakse.
For å oppdage de fjerneste galakser som noen gang er observert, utviklet SDF-teamet et spesielt filter som bare passerer lys med det smale bølgelengdeområdet 908 til 938 nanometer. Disse bølgelengdene tilsvarer utslippslinjen på 122 nanometer etter å ha kjørt en avstand på 13 milliarder lysår. Teamet installerte det spesielle filteret og to andre filtre med kortere og lengre bølgelengder som braketter det spesielle filteret, på Subaru-teleskopets Suprime-Cam, Subaru Prime Focus Camera, og gjennomførte et omfattende observasjonsprogram fra april til mai 2002. Suprime-Cam har muligheten til å avbilde et område av himmelen så stor som fullmåne i en eksponering, en unik evne blant instrumenter på 8 m-klasse og større teleskoper, og er ekstremt godt egnet for undersøkelser av veldig svake objekter over store himmelområder . Ved å observere et område på himmelen på månens størrelse i opptil 5,8 timer i hvert filter, var teamet i stand til å oppdage over 50 000 objekter, inkludert mange ekstremt svake galakser. Ved å velge galakser som bare var lyse i det spesielle filteret og fortrinnsvis rødt, fant teamet 70 kandidater til galakser med en rødskift på 6,6 (eller en avstand på 13 milliarder lysår; se figur 1).
I juni 2002 brukte teamet FOCAS, Faint Object Camera and Spectrograph på Subaru-teleskopet, for å observere 9 av de 70 kandidatene, og bekreftet det generelt røde utseendet og en utslippslinje med en særegen asymmetri i 2 objekter (se figur 2), og bestemte at deres rødskift er 6,58 og 6,54. Lyset fra disse galaksene ble avgitt for 12,8 milliarder år siden da universet bare var 900 millioner år gammelt. Den tidligere observerte fjerneste galaksen, med en rødforskyvning på 6,56, ble oppdaget ved å se på en stor klynge av galakser som kan forsterke lys fra fjernere galakser med en gravitasjonslinsevirkning. (Se vår pressemelding fra mai 2002, http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.) SDF-observasjonene er første gang flere galakser på så stor avstand er blitt observert, og uten hjelp av gravitasjonslinser. Galaksen med en rødskift på 6,58 er den fjerneste galaksen som noen gang er observert.
SDF-teamet forventer å finne mange flere fjerne galakser gjennom fortsatte observasjoner. Før de første stjernene og galaksene dannet seg, var universet i et stadium som astronomene kaller ”universets mørke aldre”. Å avgjøre når de mørke tidsalder var slutt, er et av de viktigste astronomiske spørsmålene i vår tid. Kjernemedlemmer i teamet, Keiichi Kodaira fra Graduate University of Advanced Studies i Japan, Nobunari Kashikawa fra National Astronomical Observatory of Japan, og Yoshiaki Taniguchi fra Tohoku University håper at ved å oppdage et statistisk betydelig antall fjerne galakser, kan de begynne å karakteriserer galaksene som innledet slutten av universets mørke tidsalder.
Opprinnelig kilde: Subaru News Release
