UDFj-39546284 — seniausia rasta galaktika (z = 11,9), aptikta Hubble ir Spitzer

UDFj-39546284 yra „žvaigždinė struktūra“ (tikriausiai galaktika), apie kurią 2011 m. sausio 27 d. pranešta kaip apie seniausio objekto šviesą. Ji buvo aptikta stebint infraraudonaisiais spinduliais Hubble'o kosminiu teleskopu. 2012 m. gruodžio mėn., naudojant Hubble ir Spitzer teleskopų duomenis, įskaitant Hubble Ultra-Deep Field (HUDF), pranešta, kad jos raudonasis poslinkis z = 11,9.

Stebėjimai ir metodika

Objektas rasta taikant vadinamąją Lyman‑break arba „dropout“ metodiką: labai tolimos galaktikos dėl stipraus Lyman α ir kitų atomo linijų slenkstinių efektų „išnyksta“ optinėse juostose, bet matomos infraraudonose juostose. UDFj-39546284 buvo aptikta Hubble WFC3 infraraudonųjų kamerų juostose ir aptikimą papildė Spitzer IRAC matavimai, kurie padeda nustatyti plataus spektro (photometric) raudonąjį poslinkį. Tačiau ši galaktika nebuvo patvirtinta spektroskopiškai, todėl z = 11,9 vertė yra fotometrinis įvertis, turintis neapibrėžtumų.

Fizinės savybės ir reikšmė

Tikrasis žvaigždžių šviesos šaltinis greičiausiai jau nebeegzistuoja; dėl didelio atstumo mes matome ją tokią, kokia ji buvo maždaug prieš 13,42 mlrd. metų, t. y. maždaug 380 mln. metų po Didžiojo sprogimo. Aptikta šviesa atitinka kompaktišką, mėlyną, intensyviai žvaigždėjančią mini‑galaktiką — tokios struktūros padeda suprasti ankstyvąją galaktikų formavimosi fazę ir reionizacijos epochą.

Keletas svarbių pastebėjimų:

• UDFj-39546284 yra labai blanki ir artima detekcijos ribai, todėl matavimai turi didelį triukšmą ir statistinį neapibrėžtumą.
• Fotometrinis raudonasis poslinkis z = 11,9 reiškia itin didelį poslinkį į raudonąją (infraraudonąją) dalį, tačiau be spektroskopinio linijinio patvirtinimo negalima atmesti kitų interpretacijų.
• Viena alternatyva — žemos raudoninės reikšmės „interlopas“: ryški emisinių linijų (pvz., [O III], Hα) turinti galaktika esant z ~ 1–3 gali imituoti dropout elgesį, jei matavimai nutrūkę arba jei yra artimų šaltinių tarša (contamination).

Patikimumo problemos ir tolesni tyrimai

Skirtingai nei UDFy-38135539, UDFj-39546284 nebuvo patvirtintas spektroskopiškai. Dėl to jos statusas lieka kandidatūrinis: ji yra labai įdomus aukšto raudonio poslinkio kandidatas, tačiau reikalingi gilesni ir aukštesnės skiriamosios gebos spektriniai stebėjimai, kad būtų galima patikimai nustatyti raudonį ir atmesti žemos‑z hipotezes.

Vienas iš pagrindinių iššūkių buvo ir tebėra tas, kad objektas yra arti Hubble ir Spitzer jautrumo ribos, o artimų šaltinių spindesys arba fono triukšmas gali iškraipyti fotometrinius matavimus. Dėl to tolesni instrumentai su didesne jautrumu ir spektrine galimybe yra būtini.

Ateitis ir JWST

Kitas reikšmingas žingsnis — gilesni stebėjimai su naujos kartos prietaisais. Džeimso Vebso (James Webb) kosminis teleskopas turi reikšmingai didesnį jautrumą infraraudonojoje dalyje ir spektrines galimybes, leidžiančias tiesiogiai ieškoti emisinių linijų ir patvirtinti arba paneigti aukštą raudonį. Tokie stebėjimai (taip pat didžiųjų žemės teleskopų ateities spektriniai duomenys) yra būtini norint galutinai spręsti apie UDFj-39546284 kilmę ir reikšmę ankstyvosios Visatos raidai.

Santrauka

UDFj-39546284 — tai labai tolimas galaktikos kandidatas, kurio fotometrinis raudonasis poslinkis z ≈ 11,9 padarytų ją viena iš tolimiausių žinomų galaktikų. Ji suteikia įžvalgų apie galaktikų formavimąsi netoli Tamsiųjų amžių pabaigos, tačiau be spektroskopinio patvirtinimo jos statusas lieka nevisiškai užtikrintas. Tolimesni, gilesni stebėjimai yra būtini, kad būtų aiškiai nustatytas jos raudonis, fizinės savybės ir vieta ankstyvosios Visatos evoliucijoje.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra UDFj-39546284?

K: Kada buvo pranešta apie UDFj-39546284?

K: Kaip buvo aptikta UDFj-39546284?

K: Koks UDFj-39546284 raudonasis poslinkis?

K: Kiek metų yra UDFj-39546284?

K: Kokia UDFj-39546284 reikšmė?

K.: Ar UDFj-39546284 buvo patvirtinta spektroskopiškai?

Paieška pagal raidę