Για δεκαετίες, οι αστρονόμοι προσπαθούσαν να δουν όσο το δυνατόν περισσότερο στο βαθύ Σύμπαν. Παρατηρώντας τον Κόσμο όπως ήταν λίγο μετά το Big Bang, οι αστροφυσικοί και οι κοσμολόγοι ελπίζουν να μάθουν ό, τι μπορούν για τον πρώιμο σχηματισμό του Σύμπαντος και την επακόλουθη εξέλιξή του. Χάρη σε όργανα όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να δουν τμήματα του Σύμπαντος που προηγουμένως δεν ήταν προσβάσιμα.
Αλλά ακόμη και ο σεβάσμιος Χαμπλ είναι ανίκανος να δει όλα όσα συνέβαιναν κατά την αρχή του Σύμπαντος. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας τη συνδυασμένη δύναμη μερικών από τα νεότερα αστρονομικά παρατηρητήρια από όλο τον κόσμο, μια ομάδα διεθνών αστρονόμων με επικεφαλής το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Τόκιο παρατήρησε 39 αρχαίους γαλαξίες που δεν είχαν ανακαλυφθεί προηγουμένως, ένα εύρημα που θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην αστρονομία και την κοσμολογία.
Η ομάδα πίσω από την ανακάλυψη περιελάμβανε μέλη από το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Τόκιο, το Γαλλικό Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας (CNRS), το Πανεπιστήμιο Anhui Normal στην Κίνα, το Πανεπιστήμιο Ludwig-Maximilians στο Μόναχο, τα Εθνικά Αστρονομικά Παρατηρητήρια της Κίνας και το Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) στην Ταϊβάν. Η έρευνά τους εμφανίστηκε στο τεύχος 7 Αυγούστου Φύση.
Εντοπίζοντας το "Αόρατο"
Με απλά λόγια, οι πρώτοι δυνατοί γαλαξίες στο Σύμπαν έχουν παραμείνει αόρατοι μέχρι τώρα επειδή το φως τους είναι πολύ αχνό και εμφανίζεται σε μεγάλα μήκη κύματος που δεν ανιχνεύονται από το Χαμπλ. Η ομάδα
Η ανακάλυψη που προέκυψε δεν ήταν μόνο πρωτοφανής, αλλά η ανακάλυψη πολλών γαλαξιών αυτού του τύπου αψηφά τα σημερινά κοσμολογικά μοντέλα. Όπως εξήγησε ο Tao Wang, ερευνητής από την AISAA και συν-συγγραφέας της μελέτης:
«Είναι η πρώτη φορά που ένας τόσο μεγάλος πληθυσμός μαζικών γαλαξιών επιβεβαιώθηκε κατά τα πρώτα 2 δισεκατομμύρια χρόνια της ζωής των 13,7 δισεκατομμυρίων ετών του σύμπαντος. Αυτά ήταν προηγουμένως αόρατα για εμάς. Αυτό το εύρημα έρχεται σε αντίθεση με τα τρέχοντα μοντέλα για αυτήν την περίοδο της κοσμικής εξέλιξης και θα σας βοηθήσει να προσθέσετε κάποιες λεπτομέρειες, οι οποίες λείπουν μέχρι τώρα. "
Αυτοί οι γαλαξίες, αν και ήταν οι μεγαλύτεροι που υπήρχαν εκείνη την εποχή, ήταν ακόμα πολύ δύσκολο να εντοπιστούν. Πολύς λόγος έχει να κάνει με το βαθμό στον οποίο το φως τους έχει τεντωθεί από την επέκταση του Σύμπαντος. Στην καθημερινή αστρονομία,
Αυτό επιτρέπει στους αστρονόμους να λένε όχι μόνο πόσο μακρινό είναι ένα αντικείμενο, αλλά πώς ήταν αυτό το αντικείμενο στο παρελθόν. Όμως, όταν κοιτάζουμε την πρώτη εποχή του Σύμπαντος (πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια), η τεράστια απόσταση εκτείνεται στο μήκος κύματος του ορατού φωτός μέχρι το σημείο που δεν βρίσκεται πλέον στην περιοχή του ορατού φωτός και γίνεται υπέρυθρο.
Ένας άλλος λόγος για τους οποίους είναι δύσκολο να εντοπιστούν αυτοί οι γαλαξίες είναι ότι οι μεγαλύτεροι γαλαξίες τείνουν να τυλίγονται στη σκόνη, ειδικά όταν βρίσκονται ακόμη στα πρώτα μέρη του σχηματισμού τους. Αυτό τείνει να τους κρύβει περισσότερο από τους μικρότερους γαλαξιακούς ομολόγους τους. Για αυτούς τους λόγους, υπήρχε κάποια υποψία ότι αυτοί οι γαλαξίες δεν ήταν τόσο παλιά όσο πρότεινε η ομάδα. Όπως ανέφερε ο Wang:
«Ήταν δύσκολο να πείσουμε τους συναδέλφους μας ότι αυτοί οι γαλαξίες ήταν τόσο παλιά όσο υποψιαζόμασταν ότι ήταν. Οι αρχικές υποψίες μας για την ύπαρξή τους προήλθαν από τα υπέρυθρα δεδομένα του Spitzer Space Telescope. Αλλά η ALMA έχει αιχμηρά μάτια και αποκάλυψε λεπτομέρειες στα μήκη κύματος του υπομετρικού μήκους, το καλύτερο μήκος κύματος για να κοιτάξει κανείς τη σκόνη που υπάρχει στο πρώιμο σύμπαν. Ακόμα κι έτσι, πήρε περαιτέρω δεδομένα από το φανταστικά ονομάζεται Very Large Telescope στη Χιλή για να αποδείξει πραγματικά ότι βλέπαμε αρχαίους ογκώδεις γαλαξίες όπου κανένας δεν είχε δει πριν. "
Τι σημαίνει αυτό για την αστρονομία;
Δεδομένου ότι η ανακάλυψη αυτών των γαλαξιών αψηφά τα σημερινά κοσμολογικά μοντέλα μας, τα ευρήματα της ομάδας έχουν φυσικά κάποιες σημαντικές επιπτώσεις στους αστρονόμους. Όπως εξήγησε ο Kotaro Kohno, καθηγητής στο Ινστιτούτο Αστρονομίας και συν-συγγραφέας της μελέτης:
«Όσο πιο μεγάλος είναι ένας γαλαξίας, τόσο πιο μεγάλος είναι ο υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στην καρδιά του. Έτσι, η μελέτη αυτών των γαλαξιών και η εξέλιξή τους θα μας πει περισσότερα για την εξέλιξη των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, »πρόσθεσε ο Kohno. «Οι μαζικοί γαλαξίες συνδέονται επίσης στενά με την κατανομή της αόρατης σκοτεινής ύλης. Αυτό παίζει ρόλο στη διαμόρφωση της δομής και της κατανομής των γαλαξιών. Οι θεωρητικοί ερευνητές θα πρέπει να ενημερώσουν τις θεωρίες τους τώρα. "
Ένα άλλο ενδιαφέρον εύρημα ήταν οι τρόποι με τους οποίους αυτοί οι 39 αρχαίοι γαλαξίες διαφέρουν από τους δικούς μας. Για αρχάριους, αυτοί οι γαλαξίες είχαν μεγαλύτερη πυκνότητα αστεριών από τον Γαλαξία μας σήμερα. που σημαίνει ότι εάν ο γαλαξίας μας ήταν παρόμοιος, οι αστροναύτες θα έβλεπαν κάτι πολύ διαφορετικό όταν κοιτούσαν τον νυχτερινό ουρανό.
«Για ένα πράγμα, ο νυχτερινός ουρανός θα φαινόταν πολύ πιο μαγευτικός. Η μεγαλύτερη πυκνότητα των αστεριών σημαίνει ότι θα υπάρχουν πολύ περισσότερα αστέρια κοντά με την εμφάνιση μεγαλύτερων και φωτεινότερων », είπε ο Wang. «Αντίθετα, η μεγάλη ποσότητα σκόνης σημαίνει ότι τα μακρινά αστέρια θα ήταν πολύ λιγότερο ορατά, έτσι το φόντο αυτών των φωτεινών στενών αστεριών μπορεί να είναι ένα τεράστιο σκοτεινό κενό.»
Δεδομένου ότι είναι η πρώτη φορά που ανακαλύφθηκε ένας γαλαξιακός πληθυσμός αυτού του είδους, οι αστρονόμοι ανυπομονούν για το τι άλλο μπορούν να βρουν. Ως έχει, ακόμη και το ALMA δεν είναι αρκετά εξελιγμένο για να διερευνήσει τις χημικές συνθέσεις και τους αστρικούς πληθυσμούς αυτών των γαλαξιών. Ωστόσο, τα παρατηρητήρια επόμενης γενιάς θα έχουν την απόφαση να κάνουν οι αστρονόμοι αυτές τις μελέτες.
Αυτά περιλαμβάνουν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο πρόκειται να ξεκινήσει το 2021. Παρατηρητήρια εδάφους όπως το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT) του ESO, το τηλεσκόπιο Thirty Meter (TMT) και το τηλεσκόπιο Giant Magellan (GMT) είναι επίσης πιθανό να παίζουν ζωτικό ρόλο.
Είναι μια συναρπαστική στιγμή για αστρονόμους και κοσμολόγους. Πάντα τόσο αργά, ξεφλουδίζουν ένα άλλο στρώμα του Σύμπαντος για να δουν τι μυστικά κρύβονται κάτω!
