Odkryto HD1 – najbardziej odległą i najstarszą galaktykę

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył właśnie najbardziej odległą znaną galaktykę. Może być ona domem najstarszych gwiazd we wszechświecie. Obiekt HD1, który ma wciąż status kandydata na galaktykę, znajduje się w odległości 13,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. To już kolejne w ostatnim czasie niezwykłe odkrycie. Niedawno informowaliśmy o zauważeniu przez Teleskop Hubble'a najstarszej gwiazdy we wszechświecie.

Badacze nie są pewni charakteru HD1. Gdy ją odkryli, zauważyli niepodziewanie jasną emisję w ultrafiolecie. To wskazuje na zachodzenie bardzo energetycznych procesów. Tym, co przede wszystkim przychodzi do głowy, jest powstawanie gwiazd. Takie też założenie przyjęto na początku. Jednak gdy wykonano odpowiednie obliczenia okazało się, że galaktyka musiałaby tworzyć gwiazdy z nieprawdopodobną prędkością ponad 100 rocznie. To co najmniej 10-krotnie szybciej niż można się spodziewać po tego typu galaktykach. Dlatego też uczeni zaczęli podejrzewać, że w HD1 nie powstają standardowe gwiazdy.

Pierwsza generacja gwiazd (gwiazdy III populacji), które tworzyły się we wszechświecie była bardziej masywna, jaśniejsza i cieplejsza niż współczesne gwiazdy. Jeśli przyjmiemy założenie, że w HD1 powstają gwiazdy III populacji, wówczas łatwiej wyjaśnić właściwości tej galaktyki. Trzeba pamiętać, że gwiazdy III populacji emitowały więcej ultrafioletu niż późniejsze populacje, a to może wyjaśniać niezwykle jasną emisję HD1 w paśmie ultrafioletowym, mówi Fabio Pacucci, jeden z autorów badań. Alternatywnym wyjaśnieniem dla ilości emitowanego promieniowania UV przez HD1 jest przyjęcie, że wewnątrz galaktyki istnieje supermasywna czarna dziura o masie 100 milionów razy większej niż masa Słońca. Wchłania ona otaczającą ją materię, podgrzewając ją i wywołując m.in. emisję w ultrafiolecie. Jeśli rzeczywiście w HD1 znajduje się supermasywna czarna dziura, byłby to najbardziej odległy znany nam obiekt tego typu.

HD1 to wielkie dziecko w porodówce wczesnego wszechświata. Ma niemal dwukrotnie większe przesunięcie ku czerwieni niż rekordowo odległy kwazar. To niezwykłe osiągnięcie, dodaje współautor badań, Avi Loeb.

Galaktyka została odkryta po ponad 1200 godzinach obserwacji za pomocą Subaru Telescope, VISTA Telescope, UK Infrared Telescope oraz Spitzer Space Telescope. Zauważenie HD1 wśród ponad 700 000 innych obiektów było trudne. Charakterystyka przesunięcia ku czerwieni HD1 odpowiada bardzo dobrze galaktyce położonej w odległości 13,5 miliarda lat świetlnych, wyjaśnia Yuichi Harikane z Uniwersytetu Tokijskiego, który jako pierwszy zauważył HD1. Obserwacje za pomocą wspomnianych teleskopów potwierdzono przy użyciu ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array). Badania pokazały, że rzeczywiście HD1 znajduje się w odległości 100 milionów lat świetlnych dalej, niż dotychczasowa rekordzistka wśród galaktyk – GN-z11.

Odkrywcy z niecierpliwością czekają teraz na rozpoczęcie pracy naukowej przez Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST). Pozwoli on na ostatecznie potwierdzenie odległości, w jakiej znajduje się HD1. Jeśli obecne wnioski się potwierdzą, będzie to najdalsza i najstarsza ze znanych nam galaktyk. Ponadto JWST pozwoli na bardziej szczegółową jej analizę, dzięki czemu uczeni będą mogli stwierdzić czy któraś z ich hipotez – o produkcji gwiazd III populacji lub o istnieniu supermasywnej czarnej dziury – jest prawdziwa.

Więcej na temat odkrycia można przeczytać w artykule A Search for H-Dropout Lyman Break Galaxies at z~12-16. Natomiast w autorzy artykułu Are the Newly-Discovered z∼13 Drop-out Sources Starburst Galaxies or Quasars? zastanawiają się nad charakterem HD1.

galaktyka HD1