UDFy-38135539

UDFy-38135539
Ilustracja
UDFy-38135539 na zdjęciu zrobionym przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a
Odkrywca

Kosmiczny Teleskop Hubble’a

Data odkrycia

2009

Dane obserwacyjne (J2000)
Gwiazdozbiór

Piec

Rektascensja

03h 32m 38,13s

Deklinacja

-27° 45′ 53,9″

Odległość

ok. 13,1 mld lat świetlnych

Przesunięcie ku czerwieni

8,3

Alternatywne oznaczenia
HUDF.YD3

UDFy-38135539 – galaktyka położona w gwiazdozbiorze Pieca, jeden z najbardziej odległych znanych obiektów astronomicznych, którego światło przebyło 13 miliardów lat świetlnych zanim dotarło do Ziemi (oddalona jest o 30 miliardów lat świetlnych według współrzędnych współporuszających się)[1][2].

Odkrycie i nazwa

Galaktyka została odkryta przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a w ramach programu przeglądu nieba Ultragłębokie Pole Hubble’a (Ultra Deep Field, UDF)[3]. Galaktyka była obserwowana w sierpniu i wrześniu 2009[3][4]. Dane obrazu zostały udostępnione społeczności naukowej, co doprowadziło do wykrycia galaktyki przez zespoły Bouwensa[5], Bunkera[6] oraz McLure’a[7], a po kolejnych badaniach spektroskopowych odkrycie potwierdził zespół Lehnert’a wraz z jego współpracownikami[8].

Z danych z teleskopu Hubble’a wynika iż galaktyka może być czerwonym obiektem znajdującym się relatywnie blisko Ziemi[3], dlatego też konieczne było potwierdzenie tych danych za pomocą odpowiednio spreparowanego sprzętu spektroskopowego[8]. Próba ta została podjęta przy użyciu jednostki VLT o nazwie Yepun, wyposażonego w spektrograf SINFONI; teleskop ten znajduje się na szczycie Cerro Paranal na pustyni Atacama w Chile[3][4][9][10]. Zespół Lehnert’a obserwował galaktykę przez 16 godzin, a wyniki analizował przez kolejne 2 miesiące[8], i Opublikował swoje odkrycia na łamach czasopisma Nature w październiku 2010 r.[2] Od tego czasu dokładniejsze pomiary nie dały porównywalnego wyniku, co sugeruje, że oszacowany rezultat badań spektroskopowych był błędny[11].

Charakterystyka

Początkowo sądzono, że jej przesunięcie ku czerwieni wynosi 8,5549 ± 0,0002 i do momentu odkrycia galaktyki UDFj-39546284, była uważana za najbardziej odległą znaną galaktykę[2]. Dalsze obserwacje podważyły te rezultaty i wskazują na mniejszą odległość (z = 8,3 +0,2−0,1)[12]. Od marca 2016 roku za najbardziej odległą galaktykę o potwierdzonej odległości uważana jest GN-z11.

Szacuje się że galaktyka zawiera ok. miliarda gwiazd[13], pomimo iż jej średnica wynosi co najwyżej 1/10 średnicy Drogi Mlecznej, a jej masa to niecały 1% masy gwiazd z naszej Galaktyki. Według Lehnert'a (z Obserwatorium paryskiego), w ciągu roku dochodziło do "narodzin" podobnej ilości gwiazd jak w naszej Galaktyce, lecz były one znacznie mniejsze i lżejsze, co czyniło z niej galaktykę o "dużej intensywności formowania nowych gwiazd"[14].

Dystans jaki przebywa światło które obserwujemy z UDFy-38135539 (HUF.YD3) wynosi ponad 4 mld parseków[13] (13,1 mld lat świetlnych), a jej odległość jasnościowa to ok. 86,9 mld parseków (283 mld lat świetlnych)[2]. Istnieje wiele różnych metod pomiaru odległości w kosmologii, a zarówno droga przebyta przez światło jak i odległość jasnościową różnią się od odległości współporuszającej się lub "właściwej odległości", używanej zazwyczaj do określania rozmiaru obserwowanego wszechświata[15][16] (odległość współporuszająca się oraz odległość właściwa są zdefiniowane tak, by były sobie równe w obecnym czasie kosmologicznym, przez co mogą być używane zamiennie w przypadku odległości obiektu w chwili obecnej; jednak właściwa odległość wzrasta wraz z upływem czasu wskutek ekspansji wszechświata i jest ona odległością używaną w Prawie Hubble’a; zob. Współrzędne współporuszające się). Odległość jasnościowa DL jest powiązana z czynnikiem zwanym "współporuszającą się odległością poprzeczną" (WOP) oznaczoną DM w równaniu o postaci: DL = (1 + z) DM, gdzie z jest przesunięciem ku czerwieni, a WOP jest równa radialnej odległości współporuszającej się (tj. odległość współporuszająca się pomiędzy obiektem a obserwatorem) w płaskim Wszechświecie[17][18]. Więc przy DL = 86,9 mld parseków i z = 8.55, odległość współporuszająca się wynosiłaby ok. 9,1 mld parseków (ok. 30 mld lat świetlnych)[19].

Emitowane przez galaktykę światło podczerwone które obserwujemy obecnie, początkowo emitowane było jako promieniowanie ultrafioletowe; miało to miejsce pod koniec epoki, gdy wszechświat był napełniony atomowym wodorem, który absorbował fale promieniowania ultrafioletowego. Ponieważ światło własne galaktyki nie było wystarczająco intensywne aby zjonizować duży obszar i uczynić ją widoczną, naukowcy podejrzewają iż gromada mniejszych, niewykrytych galaktyk, przyczyniła się do rejonizacji, dzięki czemu UDFy-38135539 jest widoczna[8].

Znaczenie

Teleskop Hubble’a "spoglądający w przeszłość".

Okresem powszechnych narodzin gwiazd była Era rejonizacji. Pierwsze gwiazdy wszechświata były masywne i jonizowały wodór w ich otoczeniu (Trenti)[20][21][22].

UDFy-38135539 (HUDF.YD3) jest uważana za jedną z pierwszych galaktyk zaobserwowanych w Erze rejonizacji[3]. Astronom Brant Robertson z Caltech skomentował wyniki badań twierdząc, że "galaktyka ma miejsce w wyjątkowym momencie w historii kosmosu, kiedy właściwości gazu we wszechświecie zmieniały się gwałtownie, a zatem ta galaktyka i inne podobne do niej mogą nas bardzo wiele nauczyć o wczesnej historii wszechświata"[14]. Michele Trenti, astronom który nie był zaangażowany w badania (ale jego komentarz został opublikowany w raporcie) stwierdził, że odkrycie odległej galaktyki oznacza

... fundamentalny skok naprzód w kosmologii obserwacyjnej...[14]

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ Cosmology Calculator. [dostęp 2010-10-22].
  2. ↑ a b c d Lehnert i in. 2010 ↓
  3. ↑ a b c d e Dim galaxy is most distant object yet found. New Scientist. [dostęp 2010-10-21].
  4. ↑ a b John Matson. Early Bloomer: Faraway Galaxy Pushes Cosmic View Closer to the Dawn of the Universe. „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. 403. s. 960–983. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.16176.x. arXiv:0909.2437. Bibcode: 2010MNRAS.403..960M. [dostęp 2010-10-21]. 
  5. ↑ R.J. Bouwens i inni, Discovery of z~8 Galaxies in the HUDF from ultra-deep WFC3/IR Observations, „The Astrophysical Journal”, 709 (2), 2010, L133, DOI: 10.1088/2041-8205/709/2/L133, Bibcode: 2010ApJ...709L.133B, arXiv:0909.1803.
  6. ↑ Andrew Bunker i inni, The Contribution of High Redshift Galaxies to Cosmic Reionization: New Results from Deep WFC3 Imaging of the Hubble Ultra Deep Field, „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, 409 (2), 2009, s. 855–866, DOI: 10.1111/j.1365-2966.2010.17350.x, Bibcode: 2010MNRAS.409..855B, arXiv:0909.2255.
  7. ↑ R.J. McLure i inni, Galaxies at z = 6 - 9 from the WFC3/IR imaging of the HUDF, „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, 403 (2), 2010, s. 960–983, DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.16176.x, Bibcode: 2010MNRAS.403..960M, arXiv:0909.2437.
  8. ↑ a b c d David Derbyshire. Astronomers find most remote galaxy ever seen... 13 BILLION light years away. „DailyMail.co.uk”, 20 października 2010. London. [dostęp 2010-10-21]. 
  9. ↑ Alan Boyle: Scientists pinpoint the farthest galaxy. MSNBC, 2010-10-15. [dostęp 2010-10-21]. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-10-22)].
  10. ↑ Galaxy is most distant object yet. BBC News, 20 października 2010. [dostęp 2010-10-21].
  11. ↑ Andrew J. Bunker i inni, VLT/XSHOOTER and Subaru/MOIRCS spectroscopy of HUDF.YD3: no evidence for Lyman alpha emission at z = 8.55, „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, 430 (4), 2013, s. 3314, DOI: 10.1093/mnras/stt132, Bibcode: 2013MNRAS.430.3314B, arXiv:1301.4477.
  12. ↑ Richard S Ellis, Ross J McLure, James S Dunlop, Brant E Robertson, Yoshiaki Ono. The Abundance of Star-Forming Galaxies in the Redshift Range 8.5 to 12: New Results from the 2012 Hubble Ultra Deep Field Campaign. „arXiv + The Astrophysical Journal Letters”. 763 (1), 2012 December 27. DOI: 10.1088/2041-8205/763/1/L7. arXiv:1211.6804 (ang.). 
  13. ↑ a b Michele Trenti. Astronomy: Galaxy sets distance mark. „Nature”. 467 (7318), s. 924–925, 2010. DOI: 10.1038/467924a. PMID: 20962835. Bibcode: 2010Natur.467..924T. 
  14. ↑ a b c Earliest galaxy helped clear Big Bang's fog. USAToday, 2010-10-20.
  15. ↑ Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver. Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. „Publications of the Astronomical Society of Australia”. 21 (1), s. 97–109, 2004. DOI: 10.1071/AS03040. arXiv:astro-ph/0310808. Bibcode: 2004PASA...21...97D. 
  16. ↑ J. Richard Gott III i inni, A Map of the Universe, „The Astrophysical Journal”, 624 (2), 2005, s. 463–484, DOI: 10.1086/428890, Bibcode: 2005ApJ...624..463G, arXiv:astro-ph/0310571.
  17. ↑ Gabrielli, Andrea. Statistical Physics for Cosmic Structures, p. 377.
  18. ↑ A Cosmology and Cosmography. Mpifr-bonn.mpg.de, 2005-09-21. [dostęp 2010-10-22].
  19. ↑ Edward L. (Ned) Wright: Cosmology Calculator I. Astronomy @ UCLA. [dostęp 2010-10-22].
  20. ↑ Oldest Object in Universe Found. Discovery News. [dostęp 2010-10-21]. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-10-22)].
  21. ↑ J Amos - 20 października 2010 - BBC News Odzyskany 2012-6-18
  22. ↑ MIT Haystack observatory - index Odzyskany 2012-06-18

Bibliografia

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

UDFy-38135539.jpg
The location of UDFy-38135539 highlighted in image taken by the Hubble telescope
Hubble Ultra Deep Field diagram.jpg
Hubble Ultra Deep Field diagram. It shows the 1995 Hubble Deep Field and the Hubble Ultra Deep Field from 2003 and 2009.