Самая далекая галактика

В 2009 году на космическом телескопе имени Хаббла, который находится на околоземной орбите с 1990 года, в видимом диапазоне спектра были получены изображения самых далеких от Земли и самых старых галактик из тех, которые ученым когда-либо удавалось наблюдать. Для того чтобы получить изображение столь далеких и, соответственно, тусклых галактик (их светимость составляет одну миллионную долю светимости объекта, который может различить невооруженный человеческий глаз) ученые порядка четырех дней собирали свет от одной и той же области неба.

Несколько галактик, изображения которых были получены таким образом, проявили себя как кандидаты в галактики, находящиеся в стадии реионизации.

О современных представлениях об эволюции Вселенной после Большого взрыва «Газета.Ru» писала не один раз. Вкратце напомним, что реионизация произошла после того, как в ранней Вселенной появились первые источники излучения, которые выдували своего рода «ионизированные пузыри» в окружающем их нейтральном газе, пока все эти пузыри не слились воедино и всё межгалактическое пространство не стало вновь ионизованным.

Это состояние межгалактической среды сохраняется до сегодняшнего дня, поскольку вот уже многие миллиарды лет галактики светят беспрерывно.

Одну из таких галактик, UDFy-38135539, которая «зажглась» примерно через 600 млн лет после рождения Вселенной, и удалось обнаружить на телескопе имени Хаббла в 2009 году. Для того чтобы подтвердить это открытие, требовалось провести качественные спектроскопические наблюдения, чтобы по ним определить красное смещение z. Напомним, что этим параметром в астрономии характеризуется расстояние до далеких объектов: z показывает изменение длины волны излучения объекта в результате расширения Вселенной.

Теоретические расчеты, проведенный сотрудниками Европейской южной обсерватории (ESO), показали, что с помощью одного из самых крупных наземных телескопов (находящегося в Чили VLT, принадлежащего ESO), инфракрасного спектрографа SINFONI и при наличии большого количества наблюдательного времени возможно зафиксировать свечение этой далекой галактики и определить ее красное смещение. По специальному запросу группе ученых было выделено время на телескопе для наблюдений UDFy-38135539.

После двух месяцев работы на телескопе, тщательного анализа и проверки полученных результатов ученые пришли к выводу, что они очень четко обнаружили слабое излучение этой галактики в линии водорода. Красное смещение объекта оказалось 8,6, что соответствует моменту времени 600 миллионов лет после Большого взрыва.

Таким образом, в настоящее время эта галактика является самым удаленным астрономическим объектом, который когда-либо наблюдался людьми.

До этого самой удаленной галактикой была IOK-1 из созвездия Волосы Вероники, красное смещение которой было равно 6,96. Самым удаленным объектом же был гамма-всплеск GRB 090423 (созвездие Льва) с z = 8,2.

Несколько раз астрономы уже фиксировали объекты с красным смещением около десяти. Но все время эти данные не выдерживали дополнительной наблюдательной проверки. Сейчас же ошибка практически исключена: получен очень качественный спектр галактики UDFy-38135539.

«Измерение красного смещения самых далеких галактик является очень интересным само по себе, но астрофизические последствия этого еще более важны, – говорит один из авторов работы, опубликованной в Nature, Николь Несвадьба. – Сейчас мы точно знаем, что видели одну из галактик, которая только-только начала вырисовываться из тумана, которым была заполнена ранняя Вселенная».

«Вероятно, там были и другие галактики, более слабые и менее массивные, которые также помогли сделать пространство вокруг наблюдаемой галактики прозрачным, – говорит другой автор работы, Марк Суинбэнк. – Без этой дополнительной помощи мы вряд ли обнаружили бы наш объект».

Ученые также отмечают, что изучение эпохи реионизации, когда начали формироваться галактики, позволяет продемонстрировать текущие возможности телескопов.