HD1

Trispalvė HD1, iki šiol labiausiai nutolusio kosminio objekto – galaktikos kandidatės (13,5 mlrd. šviesmečių) nuotrauka, sukurta naudojant Havajuose esančio VISTA teleskopo duomenis. Raudonas objektas priartintame vaizdo centre yra HD1 galaktika.

HD1 – iš ankstyvosios Visatos aukštojo raudonojo poslinkio tipo galaktika. Nuo 2022 m. balandžio mėn. jos išmatavimai leidžia ją apibūdinti kaip jauniausią ir tolimiausiai nutolusią kada nors nuo Žemės matytą galaktiką visoje stebimojoje visatoje.

Atradimas

Tarptautinės astronomų komandos HD1 objektas buvo aptiktas po daugiau nei 1200 valandų stebėjimo Subaru teleskopu, VISTA teleskopu, JK infraraudonuoju spindulių teleskopu ir Spitzerio kosminiu teleskopu. Galaktika pastebėta dangaus sferos RA:10:01:51.31 DEC:+02:32:50.0 koordinatėse Sekstanto žvaigždyne, kartu su šiai galaktikai artima HD2, esančia RA:02:18:52.44 DEC:-05:08:36.1 koordinatėse ir galingais teleskopais matoma Banginio žvaigždyne. Apie šiuos atradimus Tokijo universitete astronomai pranešė 2022 m. balandžio 7 d.

Fiziniai duomenys

HD1 yra ankstyviausia ir tolimiausia iki šiol stebimoje visatoje nustatyta galaktika, kurios spektroskopinis raudonasis poslinkis yra z = 13,27, o tai reiškia, kad galaktikos šviesa pakeliui į Žemę keliavo 13,5 mlrd. metų, o tai dėl visatos plėtimosi atitinka maždaug 33,4 milijardai šviesmečių (10,2 gigaparsekų) atstumą. Nustatyta, kad HD1 vieta Visatoje yra maždaug 330 mln. metų po Didžiojo sprogimo. Taip pat nustatyta, kad ir kita panaši aukštojo raudonojo poslinkio galaktika HD2 yra beveik taip pat taip toli kaip ir HD1.

HD1 neįprastai didelis ryškumas buvo atviras klausimas jos atradėjams. Ši galaktika yra gerokai ryškesnė nei turėtų būti, būdingas labai didelis išmetamų švytinčių ultravioletinių spindulių kiekis. Tokiam fenomenui buvo pasiūlyti galimi paaiškinimai, vienas iš jų – kad tai aktyvioji Lymano lūžio galaktika arba gana ekstremali naujų žvaigždžių formavimosi galaktika, kurioje žvaigždės formuojasi daug didesniu greičiu nei bet kurioje kitoje anksčiau stebėtoje galaktikoje. Tačiau apskaičiavę, kiek žvaigždžių susiformuoja HD1, jie gavo neįtikėtiną rezultatą – HD1 kasmet susiformuoja daugiau nei 100 žvaigždžių. Tai yra bent 10 kartų daugiau, nei būtų būdinga tokioms galaktikoms. Tuomet astronomams ir kilo įtarimas, kad HD1 gali formuotis ne įprastai mums žinomos žvaigždės. Tad prieita išvados, kad joje gali būti nemažai III populiacijos žvaigždžių. Labai ankstyvojoje Visatoje po Didžiojo sprogimo pirmaprades dujas sudarė tik vandenilis, helis ir šiek tiek ličio bei berilio. Iš šių elementų ir susiformavo pirmosios žvaigždės. Tokios žvaigždės žinomos kaip III populiacijos žvaigždės, ir jos buvo masyvesnės, labiau spindinčios ir karštesnės už dabartines žvaigždes, bet jos buvo trumpaamžės – sudegdavo vos per keletą milijonų metų. III populiacijos žvaigždės gali skleisti daugiau ultravioletinės šviesos nei įprastos žvaigždės, o tai galėtų paaiškinti itin didelį HD1 ultravioletinį švytėjimą. Kitas scenarijus – tai gali būti kvazaras, kuriame yra supermasyvi juodoji bedugnė, kurios masė 100 milijonų kartų didesnė už mūsų Saulės masę, kuri taip pat gali sukelti tokį didelį HD1 ultravioletinį švytėjimą. Kadangi HD1 „ryja“ milžiniškus dujų kiekius, aplink juodąją bedugnę esančiame regione gali būti išspinduliuojami didelės energijos fotonai. Jei tai pasitvirtintų, tai būtų anksčiausia žmonijai žinoma supermasyvi juodoji bedugnė, pastebėta daug arčiau Didžiojo sprogimo, nei šiuo metu GN-z11 yra tolimiausios galaktikos rekordininkė.

Palyginimui ankstesnės tolimiausios žinomos galaktikos GN-z11, atrastos 2016 m., raudonasis poslinkis buvo 11, o tai rodo, kad stebima galaktikos padėtis stebimojoje Visatoje yra maždaug 420 mln. metų po Didžiojo sprogimo.

Ateities tyrinėjimų perspektyvos

„Pirmųjų galaktikų formavimosi stebėjimas yra vienas iš pagrindinių šiuolaikinės astronomijos tikslų“, – sakė Harvardo ir Smitonijos astrofizikos centro bei Harvardo universiteto Juodųjų skylių iniciatyvos astronomas daktaras Fabio Pacucci ir jo kolegos. Pasak HD1 ir HD2 atradėjų, „jeigu spektroskopiškai bus patvirtinta, šie du šaltiniai (kaip pavyzdžai HD1 ir HD2) taps nuostabia laboratorija, kuria bus galima tyrinėti Visatą anksčiau nepasiekiamais raudonaisiais poslinkiais“. Astronomai tikisi dar daugiau išsiaiškinti šiuos tolimus astronominius objektus, įskaitant geresnį jų identifikavimą kaip galaktikas, galimai kaip kvazarus ar juodąsias bedugnes, kuomet juos kruopščiai ištirs naudodamiesi Džeimso Vebo kosminiu teleskopu, Nensės Greisės Roman kosminiu teleskopu ir GREX-PLUS. Atidžiau išnagrinėjus HD1, dėl šio objekto labai seno amžiaus, galbūt būtų atskleistos ir pirmosios matomos III populiacijos žvaigždės. Be to, kaip teigia tyrinėtojai, kad naujų būsimų kosminių teleskopų panaudojimas ateityje gali padėti atrasti daugiau kaip 10 000 galaktikų šioje ankstyvojoje Visatos epochoje.

Kandidatės į seniausias galaktikas ir Visatos istorija (2022 m. balandžio 7 d.)

Kiti pamąstymai

Jeigu atstumas apskaičiuotas teisingai, HD1 būtų tolimiausia kada nors užfiksuota galaktika ir viena iš pirmųjų Visatos galaktikų kartų. HD1 gali būti viena iš galaktikų, kuri į tarpžvaigždinę terpę išmetė jonizuotas vandenilio dujas ir paliko kosminę erdvę „švarią“, kokią matome šiandien. Prieš šį dujų išsiveržimą anksčiau Visata buvo labiau „drumsta“ ir nepermatoma, o tai reikštų, kad, jei žmonija būtų egzistavusi tais laikais, dabartiniai teleskopai būtų buve daugiau ar mažiau nenaudingais.

Nukreipus Džeimso Vebo kosminio teleskopo infroraudonaisiais spinduliais veikiančius veidrodžius, mokslininkų komanda vėl patikrins atstumą ir atliks kitus skaičiavimus, tuomet turėtų labiau paaiškėti šio tolimiausio objekto prigimtis.

Nuorodos

• youtube.com / NEW RECORD With Many questions waiting JWST to answer, Hubble HD1, Earendel; NASA Space News | 8 Apr 2022