Megmérték az univerzum egyik legtávolabbi galaxisának pontos távolságát

A Hawaii-szigeteken, a Mauna Kea-csúcson működő Keck Obszervatórium Keck-1 teleszkópjához kapcsolt MOSFIRE (Multi-Object Spectrometer for Infra-Red Exploration) infravörös spektrométer segítségével határozta meg a csoport az EGS-zs8-1 galaxis távolságát. A galaxis a 13,7 milliárd éves univerzum egészen korai korszakában keletkezett. Az univerzumnak ebből az időszakából mindössze egy maroknyi galaxisnak lehetett eddig meghatározni a távolságát, és közülük a most felfedezett a legfiatalabb - ismertette a Yale és a Californiai Egyetem tudósai vezette tudóscsoport.

A galaxist, a korai univerzum egyik legfényesebb és legmasszívabb objektumát eredetileg különleges színe alapján azonosították azokról a képekről, amelyeket űrteleszkópok küldtek a Földre. Pascal Oesch, a Yale kutatója, a tanulmány vezető szerzője a Hubble űrteleszkóp képein pillantotta meg 2013-ban a fényes objektumot. Majd a Spitzer űrteleszkóp felvételein is megtalálta. A munka legnehezebb része, a galaxis távolságának és korának meghatározása a hawaii Keck Obszervatórium közreműködésével történt.

"Egy csomó forrásunk van, amelyeket a Hubble teleszkóppal láthatunk, és alighanem távolabbiak mint az EGS-zs8-1. Eddig azonban nem tudtuk megmérni a pontos távolságukat" - emelte ki Oesch. 

A Föld és a nagyon távoli kozmikus objektumok közötti távolság méréséhez a csillagászok gyakran azt figyelik meg, hogy ezek az objektumok milyen gyorsan távolodnak a Földtől. Az univerzum tágul: az űr maga úgy nő, mint egy léggömb vagy a sütőbe tolt kenyértészta. A világegyetemben lévő objektumok tehát eltávolodnak egymástól. A távoli galaxisok színképe a vörös felé tolódik: minél nagyobb ennek az értéke, annál távolabb van és idősebb a megfigyelt objektum. Minél távolabb van egy objektum, annál gyorsabban távolodik tőlünk, annál nagyobb a vöröseltolódása. Az EGS-zs8-1 galaxisnál pedig az eddigi legnagyobb vöröseltolódást mérték.

Az új mérés alapján a tudósok számára az is kiderült, hogy az EGS-zs8-1 csillagjai nagyon gyorsan születtek meg, nyolcvanszor gyorsabban, mint a mi galaxisunk most.

"Amikor a galaxist látjuk, azt amilyen 13 milliárd évvel ezelőtt volt, már a mi mai Tejútrendszerünk tömegének több mint 15 százalékát felépítette. Ám (az ősrobbanástól) csak 670 millió éve volt erre, az univerzum akkor még nagyon fiatal volt" - magyarázta Oesch.

A megfigyelések az EGS-zs8-1 galaxist abban a korszakban mutatják, amikor az univerzumban nagyon fontos változások zajlottak. Az ősrobbanást követő 150-800 millió évben a hideg és semleges hidrogénnel kitöltött univerzum átalakult olyan világegyetemé, amely ionizált hidrogént tartalmazott, utóbbi pedig összetevőire, protonokra és elektronokra hasadt.

"Úgy tűnik, hogy a korai galaxisok, mint az EGS-zs8-1 fiatal csillagai voltak a fő mozgatói ennek az átváltozásnak, amit reionizációnak nevezünk" - ismertette a Leideni Obszervatórium tudósa, Rychard Bouwens, amerikai Astrophysical Journal Letters folyóiratban publikált tanulmány társszerzője.

A korábban mért legtávolabbi galaxis rekordját az EGS-zs8-1 mindössze 30 millió évvel döntötte meg, ami nem sok ugyan, de az eredmény elérése nem volt könnyű - mondta Garath Illingworth, a Californiai Egyetem tudósa, aki szintén társszerzője a tanulmánynak. Hozzátette, hogy a galaxis az észleléskor talán csak százmillió éves lehetett. "Egy csecsemőt látunk, amely nagyon gyorsan fejlődik."

Szapudi István, a Hawaii Egyetem nemzetközi kozmológiai kutatócsoportjának vezetője az MTI kérésére a tanulmány jelentőségével kapcsolatban Oesch megállapítását emelte ki kulcsmondatként, amelyben Yale kutatója arra mutatott rá, hogy az EGS-zs8-1 galaxisnál távolabbi galaxisokat is észleltek már, de az EGS-zs8-1 távolságát pontosan meg is tudták határozni. 

"Ahogy a technológia fejlődik, egyre távolabbi galaxisoknak tudjuk megmérni a távolságát. Emiatt elég sokszor előfordulhat, hogy valaki azt írja, hogy 'ez a legtávolabbi galaxis'. Ez kicsit olyan, mint a 'világrekord 100 méteres gyorsúszásban': egy darabig tartja valaki, aztán rájavít pár másodperccel" - írta.

A magyar tudós a kutatás menetét összefoglalva úgy fogalmazott: "Technikailag az történik, hogy a HST+Spitzer fényképekből a színek alapján kiválasztanak olyan galaxisokat, amelyek valószínűleg távol vannak, ezután pedig a Keck teleszkóppal felveszik a spektrumát, amiből a vöröseltolódást meg lehet állapítani. Végül, sztenderd kozmológiát feltételezve kiszámítják a távolságot".