우주의 재 이온화 (reionozation)가 언제 일어 났는지 정확히 밝히고 자하는 천문학 자들은 빅뱅 이후 약 8 억 년 후에 가장 초기 은하를 발견했다. 한 은하의 시대는 빅뱅 이후 7 억 8 천 8 백만 년에 특징적인 중성 수소 시그니처로 확인되었습니다. 이 발견은 그 먼 시간에 소위 드롭 아웃 은하의 첫 번째 연령 확인이며, 재 이온화 시대가 시작되었을 때를 정확히 지적합니다.
재 이온화 기간은 천문학 자들이 관찰 할 수있는 가장 먼 시간입니다. 137 억 년 전 빅뱅은 화끈하고 어두운 우주를 만들었습니다. 약 400,000 년 후, 온도가 냉각되고 전자와 양성자가 결합하여 중성 수소를 형성했으며, 그 점액은 깨끗해졌습니다. 빅뱅 이후 10 억 년 전, 중성 수소는 최초의 은하계에서 별을 형성하기 시작하여 에너지를 방출하고 수소를 다시 이온화 된 상태로 바꿨습니다. 빅뱅 직후 직후의 두꺼운 플라즈마 수프는 아니지만이 별 형성은 재 이온화 시대를 시작했습니다.
천문학 자들은이시기가 빅뱅 이후 약 10 억 년이 지났다는 것을 알고 있지만 그것이 시작되었을 때 그들을 피했다.
미국과 일본의 천문학 자 팀을 이끌고 재 이온화 시대를 되돌아 보는 마사미 오우 치 (Masami Ouchi)는“드롭 아웃”은하를 찾고있다. “우리는 점점 더 밝은 빛의 파장을 나타내는 점점 더 붉은 색 필터를 사용하고이 필터를 사용하여 만든 이미지에서 어떤 은하계가 사라지거나 '드롭 아웃'되는지를 관찰합니다. 오래되고 더 먼 은하계는 점점 더 붉은 색의 필터를 제거하고 특정 파장은 은하의 거리와 나이를 알려줍니다. 이 연구가 다른 점은 우리가 이전의 것보다 100 배 이상 큰 영역을 조사한 결과, 과거의 조사보다 초기 은하 (22)의 표본이 더 크다는 것입니다. 게다가 우리는 한 은하의 나이를 확인할 수있었습니다.”라고 그는 덧붙였습니다. "모든 은하가 동일한 드롭 아웃 기술을 사용하여 발견되었으므로, 그들은 같은 나이 일 가능성이있다."
Ouchi 팀은 8.3 미터 스바루 망원경의 광 시야 카메라에서 맞춤형 슈퍼 레드 필터 및 기타 고유 기술 향상을 적색 감도로 사용했기 때문에 대규모 조사를 수행 할 수있었습니다. 그들은 2006 년부터 2009 년까지 Subaru Deep Field와 Great Observatories Origins Deep Survey North에서 관찰했습니다. 그런 다음 관찰 내용을 다른 연구에서 수집 한 데이터와 비교했습니다.
천문학 자들은 우주가 순식간에 또는 시간이 지남에 따라 점차적으로 재 이온화를 겪었는지 궁금해했지만, 더 중요하게는, 우주가 재 이온화를 시작할 때 분리하려고 시도했다. 갤럭시 밀도 및 밝기 측정은 별 형성 속도를 계산하는 데 중요합니다. 천문학 자들은 별 형성 속도와 수소 이온화 속도를 관찰했다.
연구와 다른 사람들의 데이터를 사용하여 빅뱅 이후에 별 형성 속도가 8 억 년에서 10 억 년으로 크게 줄었다 고 판단했습니다. 따라서이 낮은 별 형성 속도 때문에 이온화 속도가이 초기에 매우 느리다고 계산했다.
“우리는 이온화 속도가 너무 낮아서 NASA의 WMAP 위성의 주장과 모순되는 것에 놀랐습니다. 빅뱅 이후 6 억년 전부터 재 이온화가 시작되었다고 결론 지었다”고 Ouchi는 말했다. “우리는이 수수께끼가 초기 은하에서보다 효율적인 이온화 광자 생산 속도로 설명 될 수 있다고 생각합니다. 거대한 은하의 형성은 오늘날의 은하보다 훨씬 더 활발했을 수 있습니다. 더 작고 거대한 별들은 많은 작은 별들보다 더 많은 이온화 광자를 생성합니다.”라고 그는 설명했다.
이 연구는 12 월호 천체 물리 저널에 발표 될 예정이다.
출처 : EurekAlert
