A Hubble és a Spitzer űrteleszkópok képein a gravitációs lencsézésnek köszönhetően feltűnt a fiatal, mindössze 700 millió éves
Univerzum egyik legfényesebb galaxisa.
A Hubble NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph) műszerével készült képeken láthatóvá vált egy nagyon fiatal galaxis, amelyben az Univerzum Ősrobbanás utáni ún. sötét korszaka ("dark ages") során éppen beindultak a heves csillagkeletkezési folyamatok. A kutatás vezetője, Larry Bradley (Johns Hopkins University, Baltimore) szerint a közben felszabaduló energia aztán maga is hozzájárult a sötétség korszakának lezárásához. Az A1689-zD1 katalógusjelű objektum természetét a Spitzer űrteleszkóp IRAC (Infrared Array Camera) infravörös kamerájával készült felvételek is megerősítették. A galaxis azonban annyira távol van, hogy a kutatók még a nagyteljesítményű űrteleszkópokkal sem fényképezhették volna le, ha a gravitációslencse-hatás nem siet a segítségükre.
A Hubble ACS (Advanced Camera for Surveys) műszerével 2002-ben készült felvétel az Abell 1689 galaxishalmazról. A képen nagyon jól megfigyelhető a gravitációslencse-hatás. A halmaz mögötti távoli galaxisokat a halmaz gravitációs tere ívekként képezi le, miközben fényességüket is megnöveli. A képen négyzet jelöli azt a
területet, melyről részletesebb felvételek készültek a NICMOS és az IRAC műszerekkel.
[NASA, ESA, L. Bradley (JHU), R. Bouwens (UCSC), H. Ford (JHU) és G. Illingworth (UCSC)]
Az előzékeny "segédoptika" szerepét az Abell 1689 katalógusjelű, viszonylag közeli és nagytömegű galaxishalmaz játszotta. A 2,2 milliárd fényévre lévő halmaz gravitációs tere nemcsak leképezte a 12,8 milliárd fényév távolságban található fiatal galaxist, de körülbelül tízszeresére növelte a fényességét is, láthatóvá téve így mind a Hubble, mind a Spitzer számára. Az óriási távolság miatt azonban a Hubble optikai tartományban készült képein a galaxis nem látszik, mivel a nagy vöröseltolódás miatt az általa kibocsátott energia nagy része az infravörösbe eltolódott. A Hubble, s különösen a Spitzer infravörös felvételein ténylegesen jól azonosítható is az objektum. A képeken több százmillió nagytömegű csillag alkotta fényes foltok láthatók egy mindössze 2000 fényév átmérőjű, azaz nagyon kicsiny területen. Ilyen kompakt csillagkeletkezési területek létezésére már korábbi Hubble-felvételek is utaltak. A kutatócsoport egyik tagja, Garth Illingworth (University of California, Santa Cruz) szerint ez a típusú galaxis nem volt ritka a Világyegyetem fejlődésének ezen szakaszában, az azonban meglepte őket, hogy már 12,8 milliárd évvel ezelőtt is léteztek ilyen fényes galaxisok.
A Hubble és a Spitzer űrteleszkópok optikai és infravörös
tartományban készült felvételei az adott területről. A kérdéses galaxis a nagy vöröseltolódás miatt a látható tartományban nem, a 2005/2006-ban készült infravörös felvételeken azonban jól azonosítható. A néhány milliárd naptömegű galaxis tipikus objektuma a nagyon fiatal, mindössze néhány százmillió éves Univerzumnak.
[NASA, ESA, L. Bradley (JHU), R. Bouwens (UCSC), H. Ford (JHU) és G. Illingworth (UCSC)]
A jelenlegi elképzelések szerint a sötét korszak az Ősrobbanás után körülbelül 400 ezer évvel kezdődött, amikor a táguló Világegyetem anyaga annyira lehűlt, hogy hideg hidrogénfelhőkké csomósodott, melyek aztán sűrű ködként telepedtek az Univerzumra. A korszak során valamikor azonban beindult a galaxisok, s bennük az első csillagok képződése, melyek energiája újra felmelegítette a hideg hidrogént, véget vetve ezzel a sötétségnek körülbelül 1 milliárd évvel az Ősrobbanás után. Bradley szerint a kutatók eddig is többé-kevésbé biztosak voltak abban, hogy olyan nagyenergiájú objektumok, mint a kvazárok nem szolgáltathattak ehhez elég energiát. A mostani felfedezés azonban megerősítheti azt, hogy sok fiatal, heves csillagkeletkezési folyamatokat produkáló galaxis összegződő energiája már elegendő lehetett ehhez.
A gravitációslencse-hatás nyújtotta segítség ellenére a Hubble
műszerei csak a legfényesebb, legnagyobb tömegű csillagok csomóit
látják, a kisebb tömegű csillagok, illetve a csillagkeletkezési
területeket övező anyag továbbra is láthatatlan marad számukra. A
kutatók azonban azt remélik, hogy a Hubble felváltására tervezett James Webb űrteleszkóp hétszer nagyobb tükre számára már ezek is "elérhetőek" lesznek, sőt részletes képet is tud majd szolgáltatni a galaxisról. Ideális célpont lehet majd az Atacama sivatagban 2012-ben működésbe lépő teleszkóprendszer, az ALMA (Atacama Large Millimeter Array) számára is. A két műszeregyüttes kombinációja hasonlóan jó együttes teljesítményt nyújthat majd, mint a HST és Spitzer most, természetesen jóval nagyobb érzékenység és pontosság mellett.
A galaxis távolságának pontosítására a csoport további infravörös spektroszkópiai méréseket tervez a hawaii 10 méteres Keck teleszkópokkal.
Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.
Forrás: STScI-2008-08, 2008.02.12.
