Przejdź do głównej zawartości

Hubble dokonuje zaskakującego odkrycia we wczesnym Wszechświecie

Nowe wyniki uzyskane z teleskopu Hubble’a sugerują, że powstawanie pierwszych gwiazd i galaktyk nastąpiło wcześniej niż dotychczas sądzono. Europejski zespół astronomów nie znalazł dowodów na istnienie gwiazd pierwszej generacji, znanych jako gwiazdy III populacji, w czasie, gdy Wszechświat miał zaledwie 500 mln lat.


Badanie pierwszych galaktyk pozostaje znaczącym wyzwaniem we współczesnej astronomii. Nie wiemy kiedy i jak powstały pierwsze gwiazdy i galaktyki. Na te pytania można odpowiedzieć dzięki głębokiemu obrazowaniu teleskopu Hubble’a. HST pozwala astronomom oglądać Wszechświat, gdy ten miał zaledwie 500 mln lat.

Zespół kierowany przez Rachanę Bhatawdekar z ESA postanowił zbadać pierwszą generację gwiazd we wczesnym Wszechświecie. Gwiazdy III populacji powstały z pierwotnej materii, która wyłoniła się z Wielkiego Wybuchu. Gwiazdy III populacji musiały składać się wyłącznie z wodoru, helu i litu. To jedyne pierwiastki, które istniały przed procesami w jądrach tych gwiazd i mogły tworzyć cięższe pierwiastki, takie jak tlen, azot, węgiel i żelazo.

Bhatawdekar i jej zespół zbadali wczesny Wszechświat od okresu 500 mln do 1 mld lat po Wielkim Wybuchu, analizując gromadę MACSJ0416 i jej analogiczne pole za pomocą HST (z pomocniczymi danymi ze Spitzera i VLT). „Nie znaleźliśmy żadnych dowodów na istnienie gwiazd pierwszej generacji z III populacji w tym przedziale czasowym” – powiedziała Bhatawdekar o nowych wynikach.

Rezultat został osiągnięty dzięki wykorzystaniu kamer zamontowanych na HST w ramach programu Hubble Frontier Fields. Program ten dostarczył najgłębszych obserwacji gromad galaktyk oraz galaktyk znajdujących się za nimi, które zostały powiększone przez efekt soczewkowania grawitacyjnego, odkrywając w ten sposób galaktyki 10-100 razy słabsze niż jakiekolwiek wcześniej zaobserwowane. Masy gromad galaktyk na pierwszym planie są wystarczająco duże, aby zginać i wzmacniać światło od bardziej odległych obiektów za nimi. Dzięki zjawisku soczewkowania HST mógł badać obiekty, które przekraczają jego normalne możliwości operacyjne.

Zespół opracował nową technikę usuwającą światło z jasnych galaktyk na pierwszym planie, które tworzą te soczewki grawitacyjne. Pozwoliło im to odkryć galaktyki o mniejszych masach niż kiedykolwiek wcześniej obserwowano przy pomocy Hubble’a, w odległości odpowiadającej 1 mld lat istnienia Wszechświata. W tym kosmicznym momencie brak dowodów na egzotyczne populacje gwiazd i identyfikacja wielu galaktyk o małej masie przemawia za sugestią, że galaktyki te są najbardziej prawdopodobnymi kandydatami do rejonizacji Wszechświata. Ten okres rejonizacji we wczesnym Wszechświecie ma miejsce, gdy neutralne międzygalaktyczne środowisko zostaje zjonizowane przez pierwsze gwiazdy i galaktyki.

„Wyniki te mają głębokie astrofizyczne konsekwencje, ponieważ pokazują, że galaktyki musiały powstać znacznie wcześniej, niż nam się wydawało. To również mocno popiera ideę, że za rejonizację we wczesnym Wszechświecie  są odpowiedzialne małomasywne/słabe galaktyki” – powiedziała Bhatawdekar.

Te wyniki sugerują również, że najwcześniejsze powstanie gwiazd i galaktyk nastąpiło znacznie wcześniej niż można to badać za pomocą Hubble’a. Zostawia to ciekawy obszar dalszych badań dla nadchodzącego teleskopu Jamesa Webba – zbadanie najwcześniejszych galaktyk we Wszechświecie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…