Результаты появляются в выпуске 24 октября журнала Nature.В сотрудничестве с астрономами в University of Texas at Austin, Texas A & M University и Национальных Оптических Обсерваториях Астрономии, Mobasher и Reddy опознали очень отдаленного кандидата галактики, использующего глубоко оптические и инфракрасные изображения, взятые Космическим телескопом Хабблa. Последующие наблюдения за этой галактикой Телескопом Keck на Гавайях подтвердили его расстояние.
В поиске отдаленных галактик команда выбрала несколько кандидатов, на основе их цветов, от этих приблизительно 100 000 галактик, определенных по изображениям Космического телескопа Хабблa, взятым в качестве части обзора CANDELS, самого большого проекта, когда-либо выполненного Космическим телескопом Хабблa, с полным ассигнованным временем примерно 900 часов. Однако использование цветов, чтобы сортировать галактики хитро, потому что некоторые соседние объекты могут притвориться отдаленными галактиками.
Поэтому, чтобы измерить расстояние до этих галактик категорическим способом, астрономы используют спектроскопию – определенно, сколько длина волны света галактики переместила к красному концу спектра, когда это едет от галактики до Земли, из-за расширения вселенной. Это явление называют «красным смещением». Так как скорость расширения (красное смещение) и расстояния галактик пропорциональна, красное смещение дает астрономам меру расстояния до галактик.
«Что делает эту галактику уникальной, по сравнению с другими такими открытиями, спектроскопическое подтверждение ее расстояния», сказал Мобэшер, преподаватель физики и наблюдательной астрономии.Мобэшер объяснил, что, потому что свет едет на уровне приблизительно 186 000 миль в секунду, когда мы смотрим на отдаленные объекты, мы видим их, когда они появились в прошлом. Чем более отдаленный мы выдвигаем эти наблюдения, тем дальше в прошлое мы видим.
«Наблюдая галактику, что далеко назад вовремя, мы можем изучить самое раннее формирование галактик», сказал он. «Сравнивая свойства галактик на различных расстояниях, мы можем исследовать эволюцию галактик всюду по возрасту вселенной».Открытие было сделано возможным новым инструментом, MOSFIRE, уполномоченным на Телескопе Keck.
Мало того, что инструмент чрезвычайно чувствителен, но и он разработан, чтобы обнаружить инфракрасный свет – область спектра туда, где длина волны света, излучаемого от отдаленных галактик, перемещена – и могла предназначаться для многократных объектов за один раз. Это была последняя особенность, которая позволила исследователям наблюдать 43 кандидата галактики только по двум ночам в Keck и получать более высокие качественные наблюдения, чем предыдущие исследования.
Выполняя спектроскопию на этих объектах, исследователи в состоянии точно измерить расстояния галактик, измеряя особенность от повсеместного водорода элемента, названного альфа-переходом Лаймана. Это обнаружено в большинстве галактик, которые замечены со времени больше чем один миллиард лет от Большого взрыва, но поскольку астрономы исследуют ранее вовремя, водородная линия эмиссии, по некоторым причинам, становится все более и более трудной видеть.Из этих 43 галактик, наблюдаемых с MOSFIRE, исследовательская группа обнаружила эту альфа-особенность Лаймана только от одной галактики, z8-GND-5296, перемещенный к красному смещению 7,5.
Исследователи подозревают, что они, возможно, обнулили в на эре, когда вселенная сделала свой переход от непрозрачного государства, в котором большая часть водорода нейтральна к прозрачному государству, в котором большая часть водорода ионизирована (названный Эрой Переионизации).«Трудность обнаружения водородной линии эмиссии не означает, что галактики отсутствуют», сказал Редди, доцент астрономии. «Могло случиться так, что они скрыты от обнаружения за стеной нейтрального водорода».Наблюдения команды показали, что z8-GND-5296 формирует звезды чрезвычайно быстро – производящий каждый год ~300 раз масса нашего солнца.
Для сравнения Млечный путь формирует только две – три звезды в год. Новый рекордсмен расстояния лежит в той же самой части неба как предыдущий рекордсмен (красное смещение 7.2), у которого также, оказывается, есть очень высокий показатель звездного формирования.
«Таким образом, мы узнаем что-то об отдаленной вселенной», сказал Стивен Финкелштейн в Техасском университете в Остине, который привел проект. «Есть путь больше областей очень высокого звездного формирования, чем мы ранее думали. Должно быть достойное количество их, если мы, оказывается, находим два в той же самой области неба».
«Со строительством и вводом в действие более крупных наземных телескопов – Тридцатиметрового Телескопа на Гавайях и Гиганте Телескоп Магеллана в Чили – и 6,5 метров Космический телескоп Джеймса Уэбба в космосе, к концу этого десятилетия мы должны ожидать находить еще много таких галактик на еще больших расстояниях, позволяя нам засвидетельствовать процесс возникновения галактик, как это происходит», сказал Мобэшер.