UDFy-38135539
| UDFy-38135539 | |
|---|---|
Kosmiczny Teleskop Hubble'a obraz UDFy-38135539
| |
| Dane obserwacyjne ( epoka J2000 ) | |
| Konstelacja | Fornaks |
| Rektascensja | 03 godz. 32 min 38,13 sek |
| Deklinacja | −27° 45′ 53,9″ |
| Prędkość radialna Helio | 2 581 213 km/s |
| Dystans | 13,1 miliarda lat świetlnych (4,0 miliarda parseków) ( odległość pokonywana przez światło ) ~ 30 miliardów lat świetlnych (9,0 miliarda parseków) (obecna odległość właściwa ) |
| Pozorna wielkość (V) |
V słabsze niż 30,2 H 160 = 28,1 (wykryte przez HST w pasmach J i H ) |
| Charakterystyka | |
| Typ | Krasnolud |
| Liczba gwiazdek | 1 miliard (1×10 9 ) |
| Rozmiar | 10 000 ly (średnica) |
| Rozmiar pozorny (V) | 0,0025 x 0,0025 |
| Inne oznaczenia | |
| HUDF.YD3, TST2010 3, MDC2010 1721 | |
UDFy-38135539 (znany również jako „HUDF.YD3”) jest identyfikatorem Hubble'a Ultra Deep Field (UDF) dla galaktyki , której czas podróży światła został obliczony w październiku 2010 r. na 13,1 miliarda lat przy obecnej właściwej odległości około 30 miliardów lat świetlnych .
Została odkryta przez trzy zespoły we wrześniu 2009 roku na czułych obrazach z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a w podczerwieni i zidentyfikowana jako źródło UDF-38135539 ( R Bouwens et al. ), źródło HUDF.YD3 (A Bunker et al. ) i źródło 1721 (R McLure et al. ) i dodatkowo opisane w Astrophysical Journal oraz Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . Wszystkie zespoły niezależnie zidentyfikowały źródło jako prawdopodobnie bardzo odległą galaktykę, ponieważ nie było mierzalnego światła w zakresie widzialnym (spowodowane absorpcją gazowego wodoru wzdłuż linii wzroku). Po odkryciu tej kandydatki na odległą galaktykę, inny zespół wycelował w ten obiekt za pomocą naziemnej spektroskopii , aby potwierdzić odległość, zgłaszając przesunięcie ku czerwieni z=8,6. Jednak próby powtórzenia tej obserwacji zdecydowanie sugerują, że pierwotne twierdzenie było błędne, co oznacza, że obecnie galaktyka ma tylko fotometryczne oszacowanie przesunięcia ku czerwieni.
Wykrycie
Jego pierwsze znane zdjęcie zostało zrobione w Ultragłębokim Polu Hubble'a Kosmicznego Teleskopu Hubble'a , najbardziej szczegółowym zdjęciu głębokiego kosmosu w tamtym czasie. Galaktykę obserwowano w sierpniu i wrześniu 2009 roku. Dane obrazowe zostały udostępnione społeczności naukowej, co doprowadziło do wykrycia galaktyki przez zespoły Bouwensa, Bunkera i McLure'a, a następnie do kampanii spektroskopowej przeprowadzonej przez zespół Lehnerta i współpracowników. [ potrzebne źródło ]
Tylko na podstawie danych Hubble'a galaktyka może być obiektem z natury czerwonym i stosunkowo blisko Ziemi , dlatego potrzebne było potwierdzenie za pomocą odpowiednio czułego sprzętu spektroskopowego . Próbowano tego dokonać za pomocą należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego urządzenia SINFONI Very Large Telescope Yepun, znajdującego się na szczycie Cerro Paranal na chilijskiej pustyni Atakama . Zespół Lehnerta obserwował galaktykę przez 16 godzin, a następnie analizował swoje wyniki przez 2 miesiące, [ potrzebne źródło ] i opublikowali swoje odkrycia w Nature w październiku 2010 r. Od tego czasu bardziej czułe pomiary nie dały powtórzenia wyniku, co sugeruje, że twierdzenie spektroskopowe było błędne.
Charakterystyka
Galaktyka znajduje się w gwiazdozbiorze Pieca i szacuje się, że zawierała około miliarda gwiazd , chociaż miała najwyżej jedną dziesiątą średnicy naszej własnej galaktyki, Drogi Mlecznej , i miała mniej niż 1% masy gwiazdy Drogi Mlecznej. Według Lehnerta (z Observatoire de Paris ), tworzyła ona taką samą liczbę gwiazd rocznie jak nasza galaktyka, ale były one znacznie mniejsze i mniej masywne, co czyniło ją „intensywnie gwiazdotwórczą”.
Odległość, jaką pokonuje światło, które obserwujemy z UDFy-38135539 (HUF.YD3), wynosi ponad 4 miliardy parseków (13,1 miliarda lat świetlnych ), a jego odległość jasności wynosi 86,9 miliarda parseków (około 283 miliardów lat świetlnych). W kosmologii istnieje wiele różnych miar odległości , a zarówno „odległość pokonywana przez światło”, jak i „odległość jasności” różnią się od współbieżnej odległości lub „właściwej odległości” ogólnie używanych do określania rozmiaru obserwowalnego wszechświata (odległość współbieżna i odległość właściwa są zdefiniowane jako równe w obecnym czasie kosmologicznym, więc można ich używać zamiennie, mówiąc o odległości do obiektu obecnie, ale odległość właściwa wzrasta z czasem z powodu rozszerzania się wszechświata i jest odległość używana w prawie Hubble'a ; więcej informacji na temat fizycznego znaczenia tego pojęcia „odległość” można znaleźć w artykule Użycie właściwej odległości ). Odległość jasności D L jest powiązana ze współczynnikiem zwanym „współprzesuwającą się odległością poprzeczną” D M za pomocą równania D L = (1 + z ) D M , gdzie z jest przesunięciem ku czerwieni, a współprzesuwająca się odległość poprzeczna sama w sobie jest równa promieniowej odległości współprzemieszczającej się (tj. współprzesuwającej się odległości między obiektem a nami) w przestrzennie płaskim wszechświecie. Zatem przy DL . = 86,9 miliarda parseków i z = 8,55 odległość współporuszająca się wynosiłaby około 9,1 miliarda parseków (około 30 miliardów lat świetlnych)
Światło podczerwone, które obecnie obserwujemy z galaktyki, zostało wyemitowane jako promieniowanie ultrafioletowe pod koniec ery, kiedy wszechświat był wypełniony atomowym wodorem, który pochłaniał fale ultrafioletowe. Ponieważ samo światło galaktyki nie byłoby wystarczająco intensywne, aby zjonizować duży obszar i uczynić go przezroczystym, naukowcy [ kto? ] podejrzewają, że populacja mniejszych, niewykrytych galaktyk przyczyniła się do rejonizacji, dzięki czemu UDFy-38135539 stał się widoczny. [ potrzebne źródło ]
Znaczenie
Okres narodzin gwiazd powszechnych był epoką rejonizacji . Pierwsze gwiazdy wszechświata były masywne, jonizując wodór w otaczającym je środowisku ( Trydent ).
Uważa się, że UDFy-38135539 (HUDF.YD3) jest jedną z pierwszych galaktyk zaobserwowanych w epoce rejonizacji. Astronom z Caltech, Brant Robertson, komentując badanie, stwierdził, że „galaktyka znajduje się w bardzo szczególnym momencie w historii kosmosu, kiedy właściwości gazu we wszechświecie szybko się zmieniały, a zatem ta galaktyka i inne podobne mogą nas nauczyć wiele o wczesnej historii wszechświata”. Michele Trenti, astronom, który nie był zaangażowany w badania, ale dostarczył komentarz opublikowany wraz z raportem, mówi, że odkrycie odległej galaktyki stanowi
... fundamentalny krok naprzód w kosmologii obserwacyjnej ...
Kolejne odkrycia
Naukowcy mają nadzieję znaleźć starsze galaktyki; jednak bliżej Wielkiego Wybuchu jest ich mniej i są średnio ciemniejsze. Dlatego będą coraz trudniejsze do znalezienia, ponieważ byłyby bardzo słabe z mniejszą liczbą widocznych gwiazd. Trenti mówi, że wkrótce zostaną ogłoszeni nowi „najdalsi” rekordziści, ale tylko stopniowe przyrosty odległości będą realizowane, dopóki Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba nie zacznie działać, co miało miejsce w 2022 r.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykrył galaktyki oddalone o ponad 13,4 miliarda lat świetlnych, mniej niż 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Bremer twierdzi, że wraz z Ekstremalnie Wielkim Teleskopem Europejskim (European Extremely Large Telescope) , który będzie miał zwierciadło pięć razy większe od Yepuna i którego pierwsze światło jest wstępnie zaplanowane na 2024 rok, umożliwi bardziej szczegółowe badanie galaktyk w tak dużych odległościach. Lehnert stwierdza, że to odkrycie nie jest „granicą, być może nawet nie jest tak blisko”.
W tamtym czasie Trenti powiedział, że przesunięcie ku czerwieni 8,6 prawdopodobnie będzie tak wysokie, jak to możliwe dzięki obecnej generacji teleskopów naziemnych, ale dzięki JWST „może być możliwe znalezienie niektórych galaktyk do przesunięcia ku czerwieni 10”. Kandydaci z wyższymi przesunięciami ku czerwieni niż UDFy-38135539 byli zgłaszani później, ale nie zostali jeszcze potwierdzeni instrumentami widma światła, na przykład UDFj-39546284 i MACS0647-JD .
Zobacz też
- GRB 090423 to rozbłysk gamma, który wcześniej był rekordzistą dla najdalszego obiektu i pozostaje najdalszym obiektem ze spektroskopowym przesunięciem ku czerwieni.
- Metody stosowane do wyznaczania odległości do bardzo odległych obiektów kosmicznych opisane są w „ Kosmicznej drabinie odległości ”.
