Zielone galaktyki, zielony Wszechświat

Astronomów, zwłaszcza tych zajmujących się kosmologią, bardzo interesuje początek Wszechświata i to, jak obecnie istniejące obiekty powstały i ewoluowały w pierwszych miliardach lat życia naszego uniwersum. Jednak żeby dostrzec tak stare obiekty, musimy wpatrywać się głęboko w niebo i to przy pomocy najpotężniejszych z dostępnych teleskopów naziemnych, ewentualnie wykorzystać do tej pracy teleskopy kosmiczne.

Głębokie pole teleskopu Subaru (Japonia)

Profesor Matthew Malkan z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles przedstawił na konferencji prasowej w trakcie 229 spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego wyniki badań prowadzonych wspólnie ze swoim doktorantem, Danielem Cohenem.

Badacze przyjrzeli się próbce zaobserwowanych przez teleskop Subaru na Hawajach 5161 odległych galaktyk, światło których podróżowało do nas ok. 11 miliardów lat (dla przypomnienia, wiek Wszechświata szacuje się na ok. 13,7 mld lat, stąd też — jeśli przyjmujemy, że Wielki Wybuch miał miejsce — stwierdzimy, że naukowcom udało się podejrzeć te obiekty, kiedy Wszechświat był jakieś 70x mniejszy, niż obecnie). Otrzymane pomiary zestawili z obserwacjami wykonanymi przy pomocy brytyjskiego teleskopu UKIRT (również na Hawajach) oraz kosmicznego teleskopu Spitzera (oba te instrumenty pracują w paśmie podczerwieni). Części z badanych obiektów nie udało im się jednak zaobserwować. Wiedząc jednak, gdzie te galaktyki się znajdują, zsumowali wszystkie pomiary. Kiedy analizowali wyniki, dane wydawały się pasować do modelu galaktyk, wypełnionych młodymi gwiazdami. Jedna rzecz od razu przykuła ich uwagę: w paśmie 2 mikrometrów obserwowane galaktyki były średnio dwukrotnie jaśniejsze, niż powinny być!

Wykres z danymi prof. Malkana

Po uwzględnieniu w swoich obliczeniach efektu Dopplera (co jest konieczne z powodu rozszerzania się Wszechświata i pozwala odtworzyć oryginalne widmo promieniowania obiektu) naukowcy stwierdzili, że badane galaktyki nasilniej świeciły w zakresie widzialnym a konkretniej: w jego zielonej części. I chociaż takie zjawisko zaobserwowano już w astronomii wielokrotnie, to raczej ma ono charakter sporadyczny i przypisywane jest galaktykom uznawanym przez astronomów za nietypowe. Tymczasem wyniki wskazują, że w młodszym Wszechświecie było to raczej zjawisko powszechne. To by z kolei oznaczało, że pierwsze młode gwiazdy były znacznie gorętsze od obecnej generacji (co samo w sobie jest bardzo interesujące i na pewno będzie przedmiotem intensywnych badań). Były tak gorące, że wypromieniowywały wystarczająco dużo promieniowania ekstremalnie ultrafioletowego, by odrzeć atomy tlenu z dwóch elektronów. Tlen w takiej sytuacji intensywnie świeci na zielono, co obserwujemy w znanych dobrze miłośnikom astronomii mgławicach planetarnych. Jeśli prof. Malkan ma rację, dawniej Wszechświat mógł być dużo bardziej zielony, niż obecnie. Ale jednocześnie oznacza, że astronomom przybyło pracy, bo przed nimi zadanie opracowania nowego modelu opisującego ten okres ewolucji Wszechświata. To oczywiście wymaga kolejnych dekad badań.

Materiał prasowy przygotowany przez prof. Malkana można przeczytać w tym miejscu.