Ultra-lyse tidlige galakser kan være mindre almindelige, end vi tror

Ultra-lyse galakser i det tidlige univers kan være mindre almindelige end først antaget, ny forskning udført ved hjælp af Hubble-rumteleskopet har fundet.

Forskere ledet af et team fra University of Melbourne og ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions brugte Hubble til at observere to galakser, der menes at være så fjerne, at vi ser dem mere end 13 milliarder år tilbage i tiden, da universet var ungt.

I forskning offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve , undersøgelsesholdet Brightest of Reionising Galaxies (BoRG) fandt, at en galakse var en lyskilde, der blev set for mere end 13 milliarder år siden, som forventet. Men den anden var en "svindler" - en relativt nærliggende galakse, der forveksles med en meget langt væk på grund af dens røde farve.

Effekten kendt som rødforskydning giver fjerne galakser distinkte farver, der kan indikere, hvor langt væk de er. Men nogle relativt nærliggende galakser har vildledende ens farver, giver en vis usikkerhed om deres estimerede afstand.

Forskerne sagde, at denne opdagelse - at den lyseste kendte galaksekandidat i det tidlige univers i det væsentlige er et bedrageri - har dybtgående konsekvenser for modeller af, hvordan galakser blev dannet, da universet var i sin vorden.

BoRG er designet til at finde lyse tidlige galakser. BoRG-projektet, ledet af lektor Michele Tranti fra University of Melbourne og ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics, udnytter Hubbles evne til at bruge flere kameraer på én gang.

Lektor Tranti sagde, at mens et andet kamera var i brug, BoRG-holdet brugte det meget følsomme Wide Field Camera 3 til at observere en tilfældig plet af himlen i et par timer. Han sagde, at gentagelse af dette mere end 100 gange opbyggede et rigt datasæt, der dækker ikke-relaterede universdele, maksimere chancerne for at lande en sjælden, lyse, ung galakse.

"Da Hubble primærtid er så knap og overtegnet, BoRG-undersøgelsen repræsenterer en ideel mulighed for at udføre banebrydende videnskab uden ekstra omkostninger, "Lektor Tranti sagde. "Det er i bund og grund en fordobling af produktiviteten af ​​et allerede fantastisk teleskop."

De to galakser i denne undersøgelse blev først observeret som en del af BoRG-undersøgelsen og offentliggjort i 2016 i et papir ledet af Dr. Valentina Calvi fra Baltimore's Space Telescope Science Institute.

Den seneste undersøgelse brugte Hubble til at se igen på disse kilder for at tage en mere detaljeret måling af de to galaksers farver, dermed forfine deres estimerede afstande. Den ene var fra mere end 13 milliarder år siden, da universet kun var fem procent af sin nuværende alder.

University of Melbourne astrofysiker Rachael Livermore, som leder forskningen, der følger op på BoRGs opdagelse, sagde, at denne galakse var utrolig lysstærk sammenlignet med sine jævnaldrende. "Dette gør det til et perfekt mål for yderligere studier, så vi virkelig kan forstå, hvad der foregår inde i galakser helt tilbage i universets tidlige år, " sagde Dr. Livermore.

Den anden galakse blev anset for at være den lyseste galakse opdaget i de første 650 millioner år efter Big Bang, men viste sig at være et bedrageri.

"At se virkelig langt væk giver os dybest set mulighed for at tage babybilleder af galakser, så vi kan se, hvordan de startede og derefter finde ud af, hvordan de voksede til de typer galakser, vi ser i dag, " sagde Dr. Livermore.

"Nu hvor vi har en bedre måling af farverne, det ser nu ud som om den lyseste galakse faktisk er relativt nærliggende – vi ser den kun ni milliarder år tilbage i tiden, hvorimod det tidligere var antaget at være 13 mia.«

Disse galakser er et naturligt mål for Hubbles efterfølger, James Webb rumteleskopet, som skal lanceres i 2021. Det nye teleskop er designet til at finde og karakterisere meget tidlige galakser, og BoRG-holdet håber at kunne bruge det til yderligere forskning.