Dies ist die älteste Galaxie wir habe gefunden, So weit

Astrophysiker am Caltech sagen, dass sie die älteste und am weitesten entfernte Galaxie bisher bekannten erkannt haben. 13,2 Milliarden Jahre alt ist – etwas mehr als die Hälfte 1 Milliarde Jahre jünger als das Universum selbst — und die Entdeckung kann sich ändern, was Astrophysiker wissen über die frühe Geschichte des Universums.

ADI Zitrin und Richard Ellis erstmals ein EGS8p7 mit dem Hubble Space Telescope und das Spitzer-Weltraumteleskop beobachtet, und basierend auf diesen ersten Beobachtungen, beschlossen sie, dass es einen genaueren Blick wert war. Erfahren Sie mehr über EGS8p7 mussten sie verschiedene Instrumente, so sie, die Multi-Object Spectrometer für Infrarot-Exploration (MOSFIRE) auf das Keck-Observatorium in Hawai ' i wandte.

Spektroskopische Analyse ist eine Möglichkeit das ganze Spektrum der elektromagnetischen Strahlung, die von einem Objekt zu betrachten. Insbesondere wollten sie das Galaxy Redshift wissen. Wenn ein Objekt im Raum von uns weg bewegt, bekommen die Lichtwellen ausgestreckt. Längere Wellenlängen des Lichtes erscheinen röter, so dass die Spektren der weiter entfernte Objekte in Richtung rot verschoben werden. Das nennt man Redshift und Astrophysiker verwenden es oft als ein Maß für die Entfernung und das Alter der Galaxien.

EGS8p7 hatte eine Rotverschiebung von 8.68. Vor seiner Entdeckung hatte die älteste und am weitesten entfernten Galaxie, der Wissenschaftler wussten eine Rotverschiebung von 7,73. Aber sein Alter und Entfernung waren nicht das einzige bemerkenswerte an EGS8p7.

Unerwartete Signatur

Zitrin, Ellis und ihre Kollegen waren überrascht von dem was sie in EGS8p7s Spektren sahen. Heißes Wasserstoffgas, erhitzt durch die ultraviolent Emissionen neuer Sterne, produziert eine spektrale seine Signatur die Lyman-Alpha-Linie genannt. Wenn Astrophysiker eine Lyman-Alpha-Linie zu sehen, ist es in der Regel ein Zeichen der Sternentstehung in einer jungen, neu bilden Galaxie. Das machte Sinn für EGS8p7, außer dass 13,2 Milliarden Jahren die Lyman-Alpha-Linie von den Wolken aus Wasserstoffgas absorbiert wurden sollten.

"Die überraschende Aspekt über die gegenwärtigen Entdeckung ist, dass wir diese Lyman-Alpha-Linie in scheinbar schwache Galaxie bei einer Rotverschiebung von 8.68 erkannt haben, entsprechend zu einer Zeit, als das Universum voll von Wasserstoffwolken, absorbieren sein sollte", sagte Ellis in einer Erklärung. Es stellt sich heraus, dass EGS8p7s Out-of-Place spektrographischen Signatur etwas auf die frühe Geschichte unseres Universums Licht kann. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in den Astrophysikalischen Journal-Buchstaben.

Wolken im frühen Universum

Direkt nach dem Urknall Materie existierte nur als geladene Teilchen – Protonen und Elektronen – weil das Universum war noch zu heiß für die Partikel zusammen zu kommen und Atome zu bilden. Nach etwa 380.000 Jahre nach Astrophysiker das Universum abgekühlt hatte genug, dass die freien Elektronen und Protonen in neutralen Wasserstoff-Atome, ohne eine positive oder negative Ladung beitreten könnten. Dank der Gravitation, diese Atome schließlich begonnen, zusammen in großen Wolken aus Gas kondensieren, die zufällig in den Wellenlängen von jungen Galaxien emittiert Strahlung absorbieren einschließlich der Lyman-Alpha-Linie. Es geht darum als EGS8p7 geboren wurde.

"Schaut man sich die Galaxien im frühen Universum, es gibt eine Menge des neutralen Wasserstoffs, die nicht für diese Emission transparent ist" sagte Zitrin in einer Erklärung. "Wir erwarten, dass die meisten der Strahlung aus dieser Galaxie von der Wasserstoff in den dazwischen liegenden Raum aufgenommen werden würde. Doch sehen wir noch Lyman-Alpha aus dieser Galaxie."

Also warum zeigt EGS8p7s spektrographischen Signatur wenn unsere aktuellen Modelle des frühen Universums sagen, dass es nicht hätte?

Ionisierende Strahlung im Universum

Als die ersten Galaxien – inklusive EGS8p7 – zwischen einer halben Milliarde gebildet und 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall, die Strahlung fegte durch den Wasserstoffwolken und ionisiert oder aufgeladen, das Gas durch Hinzufügen von Elektronen oder fegen sie. Ionisierter Wasserstoff absorbiert unterschiedliche Wellenlängen der Strahlung als neutralen Wasserstoff, so dass nach etwa 1 Milliarde Jahren Galaxien sichtbare Lyman-Alpha Linien wieder.

Forscher sagen, dass Reionization nicht einheitlich, zur gleichen Zeit über das ganze Universum passieren. Wenn EGS8p7 gebildet, können die Galaxie Emissionen heiß und hell genug, um den Wasserstoffwolken herum, macht es möglich, dass die Strahlung auf der Lyman-Alpha-Linie durchschimmern zu ionisieren gewesen sein. Das mag sein, denn EGS8p7 besonderes, wie eine riesige galaktischen Schneeflocke.

"Die Galaxie, die wir beobachtet haben, die egs8p7, die ungewöhnlich hell ist, kann von einer Bevölkerung von ungewöhnlich heißen Sternen mit Strom versorgt werden und es kann haben besondere Eigenschaften, die es ihr ermöglicht, eine große Blase von ionisiertem Wasserstoff wesentlich früher als typische Galaxien zu diesen Zeiten kann zu schaffen", erklärte Caltech Doktorand Sirio Belli, der an dem Projekt beteiligt war , in einer Erklärung.

Zitrin und Ellis sagen, dass sie jetzt erneut prüfen die Zeitachse der erneuten Ionisation, vor dem Hintergrund, was sie aus EGS8p7 lernen. Auf Dauer könnte das Verständnis der frühen Evolution unseres Universums verbessern.

[Caltech, astrophysikalische Journal-Buchstaben]

Oberes Bild: NASA/JPL-Caltech

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