2008.02.12. - A fi­a­tal Uni­ver­zum egyik leg­fé­nye­sebb és leg­tá­vo­lab­bi ga­la­xi­sa

A Hubb­le és a Spi­tzer űr­te­lesz­kó­pok ké­pe­in a gra­vi­tá­ci­ós­len­cse ha­tás­nak kö­szön­he­tő­en fel­tűnt a fi­a­tal, mind­össze 700 mil­lió éves Uni­ver­zum egyik leg­fé­nye­sebb és leg­tá­vo­lab­bi ga­la­xi­sa.

A Hubb­le űr­te­lesz­kóp NIC­MOS (Near Inf­ra­red Ca­me­ra and Mul­ti-Ob­ject Spectro­gra­ph) mű­sze­ré­vel ké­szült ké­pe­ken lát­ha­tó­vá vált egy na­gyon fi­a­tal ga­la­xis, amely­ben az Uni­ver­zum Ős­rob­ba­nás utá­ni ún. sö­tét kor­sza­ka (dark ages) so­rán ép­pen be­in­dul­tak a he­ves csil­lag­ke­let­ke­zé­si fo­lya­ma­tok. A ku­ta­tás ve­ze­tő­je, Lar­ry Brad­ley (Johns Hop­kins Uni­ver­sity, Balt­imo­re) sze­rint a köz­ben fel­sza­ba­du­ló ener­gia az­tán ma­ga is hoz­zá­já­rult a sö­tét­ség kor­sza­ká­nak le­zá­rá­sá­hoz. Az A1689-zD1 ka­ta­ló­gus­je­lű ob­jek­tum ter­mé­sze­tét a Spi­tzer űr­te­lesz­kóp IAC (Inf­ra­red Ar­ray Ca­me­ra) inf­ra­vö­rös ka­me­rá­já­val ké­szült fel­vé­te­lek is meg­erő­sí­tet­ték. A ga­la­xis azon­ban annyi­ra tá­vol van, hogy a ku­ta­tók még a nagy­tel­je­sít­mé­nyű űr­te­lesz­kó­pok­kal sem fény­ké­pez­het­ték vol­na le, ha a gra­vi­tá­ci­ós­len­cse ha­tás nem si­et a se­gít­sé­gük­re.

A Hubb­le űr­te­lesz­kóp ACS (Ad­van­ced Ca­me­ra for Sur­veys) mű­sze­ré­vel 2002-ben ké­szült fel­vé­tel az Abell 1689 ga­la­xis­hal­maz­ról. A ké­pen na­gyon jól meg­fi­gyel­he­tő a gra­vi­tá­ci­ós­len­cse ha­tás. A hal­maz mö­göt­ti tá­vo­li ga­la­xi­so­kat a hal­maz gra­vi­tá­ci­ós te­re ívek­ként ké­pe­zi le, mi­köz­ben fé­nyes­sé­gü­ket is meg­nö­ve­li. A ké­pen négy­zet je­lö­li azt a te­rü­le­tet, mely­ről rész­le­te­sebb fel­vé­te­lek ké­szül­tek a NIC­MOS és az IAC mű­sze­rek­kel.
[NA­SA, ESA, L. Brad­ley (JHU), R. Bo­u­wens (UCSC), H. Ford (JHU) és G. Il­ling­worth (UCSC)]

Az elő­zé­keny "se­géd­op­ti­ka" sze­re­pét az Abell 1689 ka­ta­ló­gus­je­lű, vi­szony­lag kö­ze­li nagy­tö­me­gű ga­la­xis­hal­maz ját­szot­ta. A 2,2 mil­li­árd fény­év­re lé­vő hal­maz gra­vi­tá­ci­ós te­re nem­csak le­ké­pez­te a 12,8 mil­li­árd fény­év tá­vol­ság­ban ta­lál­ha­tó fi­a­tal ga­la­xist, de kö­rül­be­lül tíz­sze­re­sé­re nö­vel­te a fé­nyes­sé­gét is, lát­ha­tó­vá té­ve így mind a Hubb­le, mind a Spi­tzer szá­má­ra. Az óri­á­si tá­vol­ság mi­att azon­ban a Hubb­le op­ti­kai tar­to­mány­be­li ké­pe­in a ga­la­xis nem lát­szik, mi­vel a nagy vö­rös­el­to­ló­dás mi­att az ál­ta­la ki­bo­csá­tott ener­gia nagy ré­sze az inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban je­lent­ke­zik. A Hubb­le, s kü­lö­nö­sen a Spi­tzer inf­ra­vö­rös fel­vé­te­le­in va­ló­ban jól azo­no­sít­ha­tó az ob­jek­tum. A ké­pe­ken több száz mil­lió nagy­tö­me­gű csil­lag al­kot­ta fé­nyes fol­tok lát­ha­tók egy mind­össze 2000 fény­év át­mé­rő­jű, az­az na­gyon ki­csiny te­rü­le­ten. Ilyen kom­pakt csil­lag­ke­let­ke­zé­si te­rü­le­tek lé­te­zé­sé­re már ko­ráb­bi Hubb­le-fel­vé­te­lek is utal­tak. A ku­ta­tó­cso­port egyik tag­ja, Garth Il­ling­worth (Uni­ver­sity of Ca­li­for­nia, San­ta Cruz) sze­rint ez a tí­pu­sú ga­la­xis nem volt rit­ka a Vi­lágy­egye­tem fej­lő­dé­sé­nek ezen sza­ka­szá­ban, az azon­ban meg­lep­te őket, hogy már 12,8 mil­li­árd év­vel ez­előtt is lé­tez­tek ilyen fé­nyes ga­la­xi­sok.

A Hubb­le és a Spi­tzer űr­te­lesz­kó­pok op­ti­kai és inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban ké­szült fel­vé­te­lei az adott te­rü­let­ről. A kér­dé­ses ga­la­xis a nagy vö­rös­el­to­ló­dás mi­att a lát­ha­tó tar­to­mány­ban nem, a 2005/2006-ban ké­szült inf­ra­vö­rös fel­vé­te­le­ken azon­ban jól azo­no­sít­ha­tó. A né­hány mil­li­árd nap­tö­me­gű ga­la­xis ti­pi­kus ob­jek­tu­ma a na­gyon fi­a­tal, mind­össze né­hány száz mil­lió éves Uni­ver­zum­nak.
[NA­SA, ESA, L. Brad­ley (JHU), R. Bo­u­wens (UCSC), H. Ford (JHU) és G. Il­ling­worth (UCSC)]

A je­len­le­gi el­kép­ze­lé­sek sze­rint a sö­tét kor­szak az Ős­rob­ba­nás után kö­rül­be­lül 400 ezer év­vel kez­dő­dött, ami­kor a tá­gu­ló Vi­lág­egye­tem anya­ga annyi­ra le­hűlt, hogy hi­deg hid­ro­gén­fel­hők­ké cso­mó­so­dott, me­lyek az­tán sű­rű köd­ként te­le­ped­tek az Uni­ver­zum­ra. A kor­szak so­rán va­la­mi­kor azon­ban be­in­dult a ga­la­xi­sok, s ben­nük az el­ső csil­la­gok kép­ző­dé­se, me­lyek ener­gi­á­ja új­ra fel­me­le­gí­tet­te a hi­deg hid­ro­gént, vé­get vet­ve ez­zel a sö­tét­ség­nek kö­rül­be­lül 1 mil­li­árd év­vel az Ős­rob­ba­nás után. Brad­ley sze­rint a ku­ta­tók ed­dig is töb­bé-ke­vés­bé biz­to­sak vol­tak ab­ban, hogy olyan nagy­ener­gi­á­jú ob­jek­tu­mok, mint a kva­zá­rok nem szol­gál­tat­hat­tak eh­hez elég ener­gi­át. A mos­ta­ni fel­fe­de­zés azon­ban meg­erő­sít­he­ti azt, hogy sok fi­a­tal, he­ves csil­lag­ke­let­ke­zé­si fo­lya­ma­to­kat pro­du­ká­ló ga­la­xis összeg­ző­dő ener­gi­á­ja már elé­gen­dő le­he­tett eh­hez.

A gra­vi­tá­ci­ós­len­cse ha­tás nyúj­tot­ta se­gít­ség el­le­né­re a Hubb­le mű­sze­rei csak a leg­fé­nye­sebb, leg­na­gyobb tö­me­gű csil­la­gok cso­mó­it lát­ják, a ki­sebb tö­me­gű csil­la­gok, il­let­ve a csil­lag­ke­let­ke­zé­si te­rü­le­te­ket öve­ző anyag to­vább­ra is lát­ha­tat­lan ma­rad szá­muk­ra. A ku­ta­tók azon­ban azt re­mé­lik, hogy a Hubb­le le­vál­tá­sá­ra ter­ve­zett James Webb űr­te­lesz­kóp hét­szer na­gyobb tük­re szá­má­ra már ezek is "el­ér­he­tő­ek" lesz­nek, sőt rész­le­tes ké­pet is tud majd szol­gál­tat­ni a ga­la­xis­ról. Ide­á­lis cél­pont le­het majd az Ata­ca­ma si­va­tag­ban 2012-ben mű­kö­dés­be lé­pő te­lesz­kóp­rend­szer, az AL­MA (Ata­ca­ma Lar­ge Mil­li­me­ter Ar­ray) szá­má­ra is. A két mű­szer­együt­tes kom­bi­ná­ci­ó­ja ha­son­ló­an jó együt­tes tel­je­sít­ményt nyújt­hat majd, mint a HST és Spi­tzer most, ter­mé­sze­te­sen jó­val na­gyobb ér­zé­keny­ség és pon­tos­ság mel­lett.

A ga­la­xis tá­vol­sá­gá­nak pon­to­sí­tá­sá­ra a cso­port to­váb­bi inf­ra­vö­rös spekt­rosz­kó­pi­ai mé­ré­se­ket ter­vez a ha­waii 10 mé­te­res Keck te­lesz­kó­pok­kal.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­rophy­si­cal Jour­nal c. fo­lyó­irat­ban fog meg­je­len­ni.

For­rás:

• STS­cI-2008-08, 2008.02.12.