Astronomen identifizieren eine sehr entfernte (aber nicht die am weitesten entfernte) Galaxie - Die Wissenschaften - 2020

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Anonim

Das Universum ist ein großer Ort, und Astronomen können durch einen Blick in die Vergangenheit zurückblicken. Eine Galaxie oder Supernova, die so weit entfernt ist, dass es zwei Milliarden Jahre dauert, bis ihr Licht uns erreicht, wird hier vor zwei Milliarden Jahren zu sehen sein. Bemerkenswert ist, dass die besten Teleskope von heute den Großteil der kosmischen Zeit überblicken können und Galaxien ausspionieren, da sie nur Hunderte von Millionen von Jahren nach dem Urknall aussahen.

Genau das hat ein Team japanischer Forscher mit dem 8,2 Meter langen Subaru-Teleskop in Hawaii gemacht. Die Gruppe, angeführt von Takatoshi Shibuya von der Graduate University für Fortgeschrittene Studien in Tokio und dem National Astronomical Observatory in Japan, fand heraus, dass eine Galaxie etwa 750 Millionen Jahre nach dem Urknall zu sein scheint. Die Studie ist jetzt online verfügbar und wurde zur Veröffentlichung im Internet angenommen Astrophysical Journal .

Entfernte Galaxien sind schwer zu finden, aber sie sind außerordentlich zahlreich, so dass sie nicht so bissig werden wie Namen, die nahe gelegenen Galaxien wie Andromeda oder Fornax zugewiesen werden. Die neu entdeckte Galaxie ist als SXDF-NB1006-2 bekannt, nach dem Gebiet des Himmels, in dem sie gefunden wurde (Subaru / XMM-Newton Deep Field oder SXDF) und dem Infrarotfilter in Subaru, mit dem sie identifiziert wurde (NB1006).

Das Licht von so entfernten Objekten wurde auf längere Wellenlängen ausgedehnt, während es sich durch das expandierende Universum bewegt, und Astronomen und Kosmologen verwenden den Dehnungsgrad oder die Rotverschiebung als Maß für die zurückgelegte Entfernung. Im Fall von SXDF-NB1006-2 deutet die Rotverschiebung darauf hin, dass das Objekt vor fast 13 Milliarden Jahren existierte.

Solche Objekte sind unglaublich nützliche Marker für den Gesamtzustand des Universums in einer frühen Übergangsphase. Zu der Zeit, als SXDF-NB1006-2 das Licht emittierte, das jetzt Teleskope auf der Erde erreicht, wurden die neutralen Wasserstoffatome des intergalaktischen Raums durch neu gebildete Sterne und Galaxien ionisiert. Shibuya und seine Kollegen suchten nach Objekten am Himmel, die eine bestimmte Wellenlänge des Lichts aus Wasserstoffatomen emittierten, die als Lyman-Alpha-Linie bezeichnet wird. Lyman-Alpha-Photonen können ionisierten Wasserstoff durchlassen, werden jedoch durch neutralen Wasserstoff blockiert. Die Messung der Anzahl der Galaxien, die als Lyman-Alpha-Emitter bei verschiedenen Rotverschiebungen sichtbar sind, kann dann helfen zu bestimmen, wann das Universum von neutral zu ionisiert wurde.

Um die Rotverschiebung von SXDF-NB1006-2 zu berechnen, nahmen die Forscher mit dem 10-Meter-Keck-II-Teleskop in Hawaii Spektren des Objekts auf und zerlegten das Licht der Galaxie in seine Wellenlängen. Sie identifizierten eine Spektrallinie, die Lyman-Alpha-Emission aus einer Rotverschiebung von 7.215 zu sein scheint. Einige andere Galaxienkandidaten bei ähnlichen Rotverschiebungen wurden aufgrund nicht schlüssiger Spektren oder Helligkeitsunterschiede verworfen, die darauf hindeuteten, dass es sich bei dem fraglichen Objekt um ein flammendes schwarzes Loch und nicht um eine gewöhnliche entfernte Galaxie handelte.

Es ist ein sehr beeindruckendes Stück Arbeit, aber es ist zu schade, dass es von einer irreführenden Pressemitteilung begleitet wurde, in der SXDF-NB1006-2 als "die entfernteste Galaxie, die je gefunden wurde" ausgerufen wurde. Die Forscher behaupten in ihrer Studie und in den letzten Jahren nicht Astronomen haben Dutzende und Dutzende von Galaxien mit Rotverschiebungen von ungefähr 8 und eine wahrscheinliche Galaxie mit Rotverschiebungen von ungefähr 10 lokalisiert, was einer Zeitspanne von 500 Millionen Jahren nach dem Urknall entspricht. Diese äußerst schwachen Objekte wurden im Allgemeinen nicht mit spektralen Beobachtungen verfolgt, wie Shibuya und sein Team dies getan haben, wodurch die Genauigkeit der kosmischen Entfernungsschätzung eingeschränkt wurde. Es gibt jedoch mindestens eine Galaxie, die weiter entfernt ist als der SXDF-NB1006-2, der spektrale Nachuntersuchungen erhielt. In einer Studie aus dem Jahr 2010 fanden Astronomen eine Spektrallinie, die zwar eine schwache, aber eine Galaxie mit einer Rotverschiebung von 8.55 hatte. Dabei wurden das Weltraumteleskop Hubble und das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile eingesetzt. Dieses Objekt, UDFy-38135539, existierte nur 600 Millionen Jahre nach dem Urknall.

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