이미지 크레디트 : ESO
국제 천문학 자 팀은 유럽 남부 천문대의 VLT (Very Large Telescope)를 사용하여 우주를 깊숙이 들여다보고 114 억 광년 떨어진 은하계를 관찰했습니다. 이 오래된 은하가 거의 발견되지 않았으며,이 새로운 컬렉션은 천문학 자들이 빛나는 은하가 드물었던 우주 암흑기의 일부라는 결론을 내리는 데 도움을주었습니다.
독일과 영국의 두 천문학자는 ESO VLT (Very Large Telescope)를 사용하여 가장 먼 은하계를 발견했습니다. 그들은 약 1 억 2 천 6 백만 광년 떨어져 있습니다.
VLT에 의해 지금 기록 된 빛이 우주의 나이의 약 10 분의 1을 차지하여이 거대한 거리를 가로 지르고 있습니다. 그러므로 우리는 우주가 현재 나이의 약 10 % 미만인 아주 어렸을 때의 은하계를 관찰합니다. 이때 우주는“암흑 시대”로 알려진 오랜 세월 동안 빛을 발하는“우주 르네상스”시대에 등장했습니다.
이 초기 신기원에서 널리 퍼진 몇 개의 은하를 발견 한 이전의 연구와는 달리, 본 연구는 보름달 크기의 5 % 미만인 작은 하늘 지역에서 최소 6 명의 원격 시민을 발견했습니다! 이것은이 은하들의 진화와 그들이 젊었을 때 우주의 상태에 어떻게 영향을 미치는지를 이해하게 해주었다.
특히, 천문학 자들은이 초기 단계에서 5 억년이 지난 후보다이 우주에서 빛나는 은하가 상당히 적었다는 고유 한 자료에 근거하여 결론을 내린다.
그러므로 그들이 연구 한 우주 지역에는 덜 은하계가 많으며,이 연구에서 발견하기에는 너무 희미합니다. 여전히 신기원에서 우주의 수소를 이온화하는 데 필요한 대부분의 에너지 광자를 방출하는 것은 여전히 미확인 된 은하들이어야한다.
빅뱅에서 우주 르네상스까지
오늘날 우주는 퀘이사와 뜨거운 별들에 의해 생성되는 에너지 자외선에 의해 퍼져 나갑니다. 단파장 광자들은 은하 간 확산 매질을 구성하는 수소 원자로부터 전자를 방출하므로 후자는 거의 완전히 이온화된다. 그러나 이것이 아닌 우주의 역사에는 초기 시대가있었습니다.
우주는 소위 빅뱅 (Big Bang)이라고 불리는 매우 뜨겁고 밀도가 높은 초기 상태에서 나왔습니다. 천문학 자들은 이제 약 1 억 7 천 7 백만 년 전에 일어난 일이라고 믿고 있습니다.
처음 몇 분 동안, 엄청난 양의 양성자, 중성자 및 전자가 생성되었습니다. 우주는 너무 뜨거워서 양성자와 전자가 자유롭게 떠 다니고있었습니다. 우주는 완전히 이온화되었습니다.
약 10 만 년이 지난 후, 우주는 수천도까지 냉각되었고 이제 핵과 전자가 결합하여 원자를 형성했습니다. 우주 론자들은이 순간을“재조합 시대”라고 언급한다. 우리가 이제 모든 방향에서 관찰 한 마이크로파 배경 방사선은 그 먼 시대에 우주에서 큰 균일 성의 상태를 묘사합니다.
그러나이시기도 우주가 어둠에 빠졌을 때였습니다. 한편으로, 원시 불 덩어리로부터의 유물 방사선은 더 긴 파장을 향한 우주 팽창에 의해 신장되어 더 이상 수소를 이온화 할 수 없었다. 반대로 방금 형성된 수소 원자에 의해 갇혀있었습니다. 다른 한편으로, 광대 한 공간을 비출 수있는 별이나 퀘이사는 아직 형성되지 않았다. 따라서이 끔찍한 시대는 상당히 "어두운 시대"라고 불립니다. 관측은 아직이 먼 시대에 침투 할 수 없었습니다. 우리의 지식은 여전히 기초적인 것이며 이론적 인 계산에 기초하고 있습니다.
몇억 년이 지난 후, 또는 천문학 자들은 적어도 처음으로 거대한 물체들이 함께 움직 인 거대한 가스 구름으로 형성되었다고 믿고 있습니다. 1 세대 별들과 다소 나중에 1 세대 은하들과 퀘이사는 집중적 인 자외선을 생성했습니다. 그러나,이 과정에서 다시 이온화 된 수소 원자에 의해 즉시 흡수되기 때문에, 그 방사선은 매우 멀리 이동할 수 없었다.
따라서 은하계 가스는 이온화 원 주변에서 꾸준히 성장하는 구체에서 다시 이온화되었다. 언젠가이 구체들은 너무 커져서 완전히 겹쳤습니다. 우주 위의 안개가 들렸습니다!
이것은 암흑 시대의 종말이며, 인류 역사에서 다시 사용 된 용어로 때때로“우주 르네상스”라고 불립니다. 이시기의 가장 중요한 특징을 설명하면서, 천문학 자들은 이것을“이온화 시대”라고 부릅니다.
VLT로 가장 먼 은하 찾기
암흑 시대가 끝날 때 우주 상태에 빛을 비추려면 극도로 먼 (즉, 적색 이동 [2]) 은하를 발견하고 연구해야합니다. 예를 들어, 협 대역 이미징 (예를 들어, ESO PR 12/03), 거대한 클러스터에 의해 중력이 강화 된 이미지를 사용하여 먼 은하계가 발견되었으며, 또한 신중하게 관찰 할 수있는 다양한 관측 방법이 사용될 수있다.
독일 가칭에있는 MPE의 Matthew Lehnert와 영국 브리스톨 대학교 (University of Bristol)의 Malcolm Bremer는 은하 중간에 흡수되어 발생하는 먼 은하의 색 변화를 이용하는 특별한 기술을 사용했습니다. 4.8 ~ 5.8의 적색 편이에서 은하계는 적색광에서 비교적 밝게 보이고 녹색광에서 희미하거나 감지되지 않는 은하를 찾아서 찾을 수있다 [2]. 개별 은하의 광 분포에서 이러한“차단”은 은하가 높은 적색 편이에 위치 할 수 있고 빅뱅 이후 약 1 억 년 후에 우리를 향한 긴 여정에서 시작되었다는 강력한 증거를 제공한다.
이를 위해 먼저 8.2m VLT YEPUN 망원경의 FORS2 다중 모드 계측기를 사용하여 작은 하늘 영역 (40 제곱 arcmin)의 3 개의 광학 필터 (녹색, 빨간색 및 매우 빨간색)를 통해 매우“깊은”사진을 찍었습니다. 또는 보름달 크기의 약 5 %). 이 이미지들은 약 20 개의 은하와 녹색과 적색 필터 사이에 큰 균열이 있음을 보여주었습니다. 이 은하의 스펙트럼은 실제 적색 편이를 측정하기 위해 동일한기구로 얻어졌다.
Malcolm Bremer는“이러한 관측의 성공 비결은 FORS2에서 사용할 수있는 새롭고 강화 된 검출기를 사용하는 것이 었습니다.
스펙트럼은 6 개의 은하가 4.8에서 5.8 사이의 적색 편이에 해당하는 거리에 위치하고 있음을 나타냈다. 다른 은하들은 더 가까웠다. 놀랍게도, 천문학 자들의 즐거움을 위해, 우연히 발견 된 다른 희미한 은하에서 하나의 방출 선이 발견되었습니다. (이는 FORS2 슬릿 릿 중 하나에 위치 했음) 6.6. 이것이 더 자세한 관측에 의해 확인된다면, 은하계는 가장 먼 것으로 알려진 금메달의 경쟁자가 될 것입니다!
초기 알려진 은하
스펙트럼은이 은하들이 활발히 별을 형성하고 있으며 아마도 1 억년이 넘지 않았으며, 아마도 더 어리다는 것을 보여 주었다. 그러나 그들의 수와 관측 된 밝기는이 적색 편이에서 은하가 우리에게 더 가까이 선택된 유사 은하보다 적고 적음을 시사한다.
Malcom Bremer는“우리의 발견은 발견 된 은하들로부터의 결합 된 자외선이 주변 가스를 완전히 이온화하기에 충분하지 않다는 것을 보여준다. “이것은 우리가 연구 한 우주 지역에 훨씬 더 작고 덜 빛나는 은하가 있어야한다는 결론에 이르게합니다. 우주에서 수소를 이온화하는 데 필요한 대부분의 에너지 광자를 방출하는 것은 여전히 보이지 않는 은하들이어야한다”고 말했다.
Matthew Lehnert는“다음 단계는 VLT를 사용하여 더 높은 적색 편이에서 더 많은 은하를 찾아내는 것”이라고 덧붙였다. "먼 거리의 물체를 더 많이 채취하면 그 성질과 하늘의 밀도 변화에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다."
영국 프리미어
여기에 제시된 관찰은 영국이 2002 년 7 월 ESO 회원국이 된 이후 영국 과학자들에 의해 발견 된 첫 번째 주요 발견 중 하나입니다. 영국 ESO에 자금을 지원하는 PPARC (Particle Physics and Astronomy Research Council)의 Richard Wade는 매우 기쁘게 생각합니다. :“유럽 남부 천문대에 합류하면서 영국 천문학 자들은 VLT와 같은 세계 최고의 시설을 이용할 수있게되었습니다. 앞으로 나올 더 많은 것들이있을 것으로 예상되는이 흥미로운 새로운 결과는 영국 천문학 자들이 최첨단 발견에 어떻게 기여하고 있는지를 보여줍니다.”
추가 정보
이 보도 자료에 기술 된 결과는 연구 저널 Astrophysical Journal ( "z> 5의 Luminous Lyman Break Galaxies and Reionization of Source", M. D. Lehnert and M. Bremer)에 게재 될 예정입니다. 전자식으로 astro-ph / 0212431로 제공됩니다.
노트
[1] : 조정 된 ESO / PPARC 보도 자료입니다. PPARC 버전의 릴리스는 여기에서 찾을 수 있습니다.
[2] :이 작업은 Malcolm Bremer (영국 브리스톨 대학교)와 Matthew Lehnert (Max-Planck-Institut f? r Extraterrestrische Physik, Garching, Germany)가 수행했습니다.
[3] : Bremer Deep Field에서 은하의 측정 된 적색 편이는 z = 4.8-5.8이며, 예기치 않은 (그리고 놀라운) 적색 편이는 6.6입니다. 천문학에서 적색 편이는 물체의 스펙트럼에서 선이 더 긴 파장으로 이동하는 비율을 나타냅니다. 원격 은하의 관측 된 적색 편이는 그 거리의 추정치를 제공한다. 이 본문에 나타난 거리는 137 억 년의 우주 나이를 기준으로합니다. 지시 된 적색 편이에서, 원자 수소의 리만-알파 라인 (휴지 파장 121.6 nm)은 680 내지 920 nm에서, 즉 적색 스펙트럼 영역에서 관찰된다.
원본 출처 : ESO 뉴스 릴리스
