Neuer Galaxy Beats Distanzrekord

Bildnachweis: Hubble
Ein internationales Team von Astronomen hat möglicherweise einen neuen Rekord bei der Entdeckung der am weitesten entfernten bekannten Galaxie im Universum aufgestellt. Das Objekt befindet sich in einer geschätzten Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren und wird nur 750 Millionen Jahre nach dem Urknall betrachtet, als das Universum kaum 5 Prozent seines gegenwärtigen Alters betrug.

Die Urgalaxie wurde identifiziert, indem die Leistung des Hubble-Weltraumteleskops der NASA und der W. M. Keck-Teleskope von CARA auf Mauna Kea in Hawaii kombiniert wurden. Diese großartigen Observatorien erhielten einen Schub durch die zusätzliche Vergrößerung einer natürlichen „kosmischen Gravitationslinse“ im Raum, die die Helligkeit des entfernten Objekts weiter verstärkt.

Die neu entdeckte Galaxie ist wahrscheinlich eine junge Galaxie, die am Ende des sogenannten „dunklen Zeitalters“ leuchtet. Die Periode in der kosmischen Geschichte, die mit den ersten Galaxien und Quasaren endete, die undurchsichtigen molekularen Wasserstoff in das transparente, ionisierte Universum umwandelten, das wir heute sehen.

Die neue Galaxie wurde in einer Langzeitbelichtung des nahe gelegenen Galaxienhaufens Abell 2218 entdeckt, die mit der Advanced Camera for Surveys an Bord des Hubble-Weltraumteleskops aufgenommen wurde. Dieser Cluster ist so massiv, dass sich das Licht entfernter Objekte, die durch den Cluster gehen, tatsächlich biegt und verstärkt wird, ähnlich wie eine Lupe Objekte biegt und vergrößert, die durch ihn gesehen werden. Solche natürlichen Gravitationsteleskope ermöglichen es Astronomen, extrem entfernte und schwache Objekte zu sehen, die sonst nicht gesehen werden könnten. Die extrem schwache Galaxie ist so weit entfernt, dass ihr sichtbares Licht in infrarote Wellenlängen gestreckt wurde, was die Beobachtungen besonders schwierig macht.

"Auf der Suche nach entfernten Galaxien, die durch Abell 2218 vergrößert wurden, haben wir ein Paar auffallend ähnlicher Bilder entdeckt, deren Anordnung und Farbe auf ein sehr weit entferntes Objekt hinweisen", sagte der führende Astronom Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees und Caltech) Autor berichtet über die Entdeckung in einem bevorstehenden Artikel im Astrophysical Journal.

Die Analyse einer Folge von Hubble-Bildern zeigt, dass das Objekt zwischen einer Rotverschiebung von 6,6 und 7,1 liegt, was es zur entferntesten derzeit bekannten Quelle macht. Langzeitbelichtungen im optischen und infraroten Bereich, die mit Spektrographen auf den 10-Meter-Keck-Teleskopen aufgenommen wurden, deuten jedoch darauf hin, dass das Objekt eine Rotverschiebung zum oberen Ende dieses Bereichs um die Rotverschiebung 7 aufweist.

Die Rotverschiebung ist ein Maß dafür, wie stark die Wellenlängen des Lichts zu längeren Wellenlängen verschoben sind. Je größer die Verschiebung der Wellenlänge in Richtung der roteren Bereiche des Spektrums ist, desto weiter ist das Objekt entfernt.

"Die Galaxie, die wir entdeckt haben, ist extrem schwach, und die Überprüfung ihrer Entfernung war ein außerordentlich herausforderndes Abenteuer", sagte Dr. Kneib. „Ohne die 25-fache Vergrößerung des Vordergrundclusters hätte dieses frühe Objekt mit den derzeit verfügbaren Teleskopen einfach nicht detailliert identifiziert oder untersucht werden können. Selbst mit Hilfe der kosmischen Linse war die Entdeckung nur möglich, indem unsere derzeitigen Observatorien an die Grenzen ihrer Möglichkeiten gebracht wurden! “

Unter Verwendung der Kombination der hohen Auflösung von Hubble und der großen Vergrößerung der kosmischen Linse schätzen die Astronomen, dass dieses Objekt, obwohl sehr klein? nur 2.000 Lichtjahre im Durchmesser? bildet Sterne extrem aktiv. Zwei faszinierende Eigenschaften der neuen Quelle sind jedoch das offensichtliche Fehlen der typisch hellen Wasserstoffemissionslinie und ihres intensiven ultravioletten Lichts, das viel stärker ist als das in sternbildenden Galaxien in der Nähe.

"Die Eigenschaften dieser entfernten Quelle sind sehr aufregend, da sie, wenn sie durch weitere Untersuchungen bestätigt werden, das Kennzeichen eines wirklich jungen Sternensystems darstellen könnten, das das Dunkle Zeitalter beendete", fügte Dr. Richard Ellis, Steele-Professor für Astronomie an der Caltech, hinzu ein Co-Autor im Artikel.

Das Team ist vom Erfolg seiner Technik ermutigt und plant, die Suche nach weiteren Beispielen fortzusetzen, indem es durch andere kosmische Linsen am Himmel schaut. Aufgrund seiner außergewöhnlichen Auflösung eignet sich Hubble ideal für solche Suchvorgänge.

"Die frühzeitige Abschätzung der Häufigkeit und der charakteristischen Eigenschaften von Quellen ist besonders wichtig, um zu verstehen, wie sich das Universum selbst reionisiert und damit das Mittelalter beendet", sagte Mike Santos, ein ehemaliger Caltech-Doktorand, der jetzt Postdoktorand am Institut für Astronomie ist. Cambridge, Großbritannien. „Die kosmische Linse hat uns einen ersten Einblick in diese wichtige Epoche gegeben. Wir sind jetzt gespannt darauf, mehr zu lernen, indem wir weitere Beispiele finden, obwohl dies zweifellos eine Herausforderung sein wird. “

"Wir betrachten die ersten Beweise unserer Vorfahren auf dem Evolutionsbaum des gesamten Universums", sagte Dr. Frederic Chaffee, Direktor des W. Keck-Observatoriums, in dem sich die beiden 10-Meter-Keck-Teleskope befanden, die die Entdeckung bestätigten. "Teleskope sind virtuelle Zeitmaschinen, die es unseren Astronomen ermöglichen, auf die frühe Geschichte des Kosmos zurückzublicken, und diese wunderbaren Beobachtungen sind die früheste Zeit, die es je gab."

Das Caltech-Team, das über die Entdeckung berichtet, besteht aus Dr. Jean-Paul Kneib, Richard S. Ellis, Michael R. Santos und Johan Richard. Drs. Kneib und Richard dienen auch den Observatoire Midi-Pyrenäen von Toulouse, Frankreich. Dr. Santos vertritt auch das Institut für Astronomie in Cambridge, Großbritannien.

Die öffentlichen Mittel für dieses Projekt wurden teilweise durch den NASA-GSRP-Zuschuss NGT5-50339 und den NASA-STScI-Zuschuss HST-GO-09452.01-A bereitgestellt.

Das W. Keck Observatory wird von der California Association for Research in Astronomy (CARA) verwaltet, einer wissenschaftlichen Partnerschaft zwischen dem California Institute of Technology (Caltech), der University of California und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Das Space Telescope Science Institute (STScI) wird von der Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) für die NASA im Auftrag des Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, betrieben. Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).

Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung

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