UDFj-39546284: кандидат за най-старата галактика (z = 11,9) от ранната Вселена

UDFj-39546284 — кандидат за най-старата галактика (z=11,9): откритие от Хъбъл разкрива минигалактика от ранната Вселена — прозорец към 380 млн. г. след Големия взрив.

UDFj-39546284 е открита като т.нар. "звездна структура" (вероятно галактика) и беше публикувана на 27 януари 2011 г. като източник на светлина от много ранната Вселена. Обектът е видян основно в инфрачервения диапазон с помощта на космическия телескоп "Хъбъл" (HST), а при следващия анализ през декември 2012 г. комбинирани данни от HST и телескопа "Спицър" (включително наблюдения от ултрадълбокото поле на "Хъбъл" (HUDF)) доведоха до фотометрично оценено червено преместване z = 11,9.

Какво означава z = 11,9 и кога сме го видели?

Червеното преместване z = 11,9 означава, че видимият от нас светлинен сигнал е излъчен, когато Вселената е била много млада. Това отговаря на време на излъчване преди около 13,42 милиарда години — т.е. наблюдаваме обекта такъв, какъвто е бил приблизително 380 милиона години след Големия взрив (при текуща възраст на Вселената около 13,8 милиарда години). Поради това реалният звезден източник вече не съществува в съвременния вид — ние виждаме хвърлена назад във времето светлина.

Природа на източника

Изображението най-вероятно съответства на компактна, относително малка "минигалактика" с доминиране на сини, млади звезди — типичен обект за периодите на ранно образуване на галактики. Поради разстоянието и ограничената информация от фотометричните данни, детайлите за маса, наличие на прах, скорост на образуване на звезди и структура остават несигурни.

Метод на откриване и ограничения

UDFj-39546284 е идентифицирана чрез фотометрични методи — най-често чрез т.нар. "dropout" или Lyman-break техника, при която обектите на много високо z изчезват в кратковълновите филтри и се появяват само в инфрачервените. Данните от HST (WFC3/IR) и от Спицър (IRAC) позволиха оценка на цвета и силата на сигнала, но не и директно измерване на спектрални линии. Важен недостатък е, че фотометричните оценки на z имат по-голяма несигурност от спектроскопските измервания и могат да бъдат подвеждащи при много слаби източници.

Научно значение

• Произход на галактиките: Ако действително е с z ≈ 11,9, обектът дава информация за формирането на първите галактики и звезди в периода, наричан понякога „краят на Тъмните векове“.
• Космологични ограничения: Наличието (или липсата) на такива обекти влияе върху модели за темповете на образуване на звезди и на процеса на реонизация на междугалактическия газ.

Несигурности и последващи наблюдения

Важно е да се отбележи, че към момента на обявяването UDFj-39546284 не е била потвърдена спектроскопски. Без спектър, който да покаже характерни емисионни или абсорбционни линии, червеното преместване остава фотометрично и подлежи на алтернативни тълкувания. Някои последващи анализи и обсъждания в литературата посочиха възможността сигналът да е породен от шум, от по-близък (по-нисък z) емисионен обект или от прахово-редени галактики, които могат да имитират цветовете на високо-z кандидатите.

Към момента на първоначалното й обявяване тази мъглява точка беше най-далечният известен кандидат за галактика, надминавайки предишния рекордьор с около 150 милиона светлинни години по разстояние (в смисъла на по-голямо червено преместване). Впоследствие нейният статус остана предмет на дебат в научната общност поради липсата на директно спектроскопско потвърждение.

Какво следва и бъдещи перспективи

Точното потвърждаване на подобни кандидати изисква по-чувствителни спектроскопски наблюдения в инфрачервения диапазон. След обявяването на UDFj-39546284 се посочи, че следващият голям инструмент за такива изследвания ще бъде космическият телескоп "Джеймс Уеб", който има необходимата чувствителност и спектроскопски възможности за надеждно измерване на червени премествания при най-отдалечените галактики. Веднага след пускането си, JWST разшири границите на наблюденията и намери множество кандидат-галактики от ранната Вселена; за конкретния обект UDFj-39546284 обаче, към последните прегледни анализи не съществува общоприето и окончателно спектроскопско потвърждение.

Кратко резюме

• UDFj-39546284 е кандидат за много отдалечена галактика, открита в инфрачервени наблюдения на HST и Спицър.
• Фотометричните данни отчитат z ≈ 11,9 (поглед назад ≈ 13,42 милиарда години, ~380 млн. г. след Големия взрив), но няма спектроскопско потвърждение.
• Обектът е важен за изучаването на ранното образуване на галактики, но тълкуванията остават предпазливи поради възможни алтернативни обяснения и шум в данните.
• По-надеждни измервания изискват чувствителни инфрачервени спектроскопски наблюдения, каквито предоставя Джеймс Уеб и други модерни инструменти.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява UDFj-39546284?

В: Кога е съобщено за UDFj-39546284?

В: Как е открита UDFj-39546284?

В: Какво е червеното отместване на UDFj-39546284?

В: На колко години е UDFj-39546284?

В: Какво е значението на UDFj-39546284?

В: Потвърдена ли е UDFj-39546284 със спектроскопски методи?

Търсене по буква