Para saintis telah melihat galaksi terjauh yang pernah ada – ia mungkin menjadi rumah kepada bintang tertua di alam semesta

HD1, objek berwarna merah, muncul di tengah-tengah imej zum masuk. Kredit: Harikane et al.

Bersinar hanya ~300 juta tahun selepas Letupan Besaria mungkin rumah kepada bintang tertua di alam semesta, atau supermasif lubang hitam.

Pasukan ahli astronomi antarabangsa, termasuk penyelidik di Pusat Astrofizik | Harvard & Smithsonian, telah melihat objek astronomi paling jauh yang pernah ada: sebuah galaksi.

Dinamakan HD1, calon galaksi terletak kira-kira 13.5 bilion tahun cahaya dan diterangkan hari ini (7 April 2022) dalam Jurnal Astrofizik. Dalam kertas kerja yang disertakan diterbitkan dalam Notis Bulanan Surat-surat Persatuan Astronomi Dirajasaintis telah mula membuat spekulasi dengan tepat apakah galaksi itu.

Pasukan itu mencadangkan dua idea: HD1 mungkin membentuk bintang pada kadar yang menakjubkan dan mungkin juga menjadi rumah kepada bintang Populasi III, bintang pertama alam semesta — yang, sehingga kini, tidak pernah diperhatikan. Sebagai alternatif, HD1 mungkin mengandungi lubang hitam supermasif kira-kira 100 juta kali jisim Matahari kita.

“Menjawab soalan tentang sifat sumber yang begitu jauh boleh mencabar,” kata Fabio Pacucci, pengarang utama MNRAS kajian, pengarang bersama dalam kertas penemuan di ApJ, dan ahli astronomi di Pusat Astrofizik. “Ia seperti meneka kerakyatan sebuah kapal dari bendera yang dikibarkannya, ketika berada jauh di darat, dengan kapal itu di tengah-tengah angin ribut dan kabus tebal.

Seseorang mungkin boleh melihat beberapa warna dan bentuk bendera, tetapi tidak secara keseluruhannya. Ia akhirnya merupakan permainan analisis yang panjang dan pengecualian senario yang tidak munasabah.

HD1 sangat terang dalam cahaya ultraungu. Untuk menjelaskan ini, “beberapa proses bertenaga berlaku di sana atau, lebih baik lagi, telah berlaku beberapa bilion tahun yang lalu, ” kata Pacucci.

Pada mulanya, para penyelidik menganggap HD1 ialah galaksi starburst standard, galaksi yang mencipta bintang pada kadar yang tinggi. Tetapi selepas mengira bilangan bintang yang dihasilkan oleh HD1, mereka memperoleh “kadar yang luar biasa — HD1 akan membentuk lebih daripada 100 bintang setiap tahun. Ini sekurang-kurangnya 10 kali lebih tinggi daripada apa yang kita jangkakan untuk galaksi ini.”

Ketika itulah pasukan mula mengesyaki bahawa HD1 mungkin tidak membentuk bintang biasa setiap hari.

“Populasi bintang pertama yang terbentuk di alam semesta adalah lebih besar, lebih bercahaya dan lebih panas daripada bintang moden,” kata Pacucci. “Jika kita menganggap bintang yang dihasilkan dalam HD1 adalah bintang pertama ini, atau Populasi III, maka sifatnya boleh dijelaskan dengan lebih mudah. Malah, bintang Populasi III mampu menghasilkan lebih banyak cahaya UV daripada bintang biasa, yang boleh menjelaskan kecerahan ultraungu HD1 yang melampau.”

Walau bagaimanapun, lubang hitam supermasif juga boleh menerangkan kecerahan melampau HD1. Semasa ia menelan sejumlah besar gas, foton tenaga tinggi mungkin dipancarkan oleh kawasan sekitar lubang hitam.

Jika itu berlaku, ia setakat ini adalah lubang hitam supermasif terawal yang diketahui manusia, diperhatikan lebih dekat pada masanya dengan Big Bang berbanding pemegang rekod semasa.

Galaxy HD1 dalam Garis Masa Alam Semesta

Garis masa memaparkan calon galaksi terawal dan sejarah alam semesta. Kredit: Harikane et al., NASA, EST dan P. Oesch/Yale

“HD1 akan mewakili bayi gergasi di bilik bersalin alam semesta awal,” kata Avi Loeb seorang ahli astronomi di Pusat Astrofizik dan pengarang bersama kajian MNRAS. “Ia memecahkan anjakan merah quasar tertinggi dalam rekod dengan hampir dua faktor, satu pencapaian yang luar biasa.”

HD1 ditemui selepas lebih 1,200 jam masa memerhati dengan Teleskop Subaru, Teleskop VISTA, Teleskop Inframerah UK dan Teleskop Angkasa Spitzer.

“Ia adalah kerja yang sangat sukar untuk mencari HD1 daripada lebih daripada 700,000 objek,” kata Yuichi Harikane, seorang ahli astronomi di Universiti Tokyo yang menemui galaksi. “Warna merah HD1 sepadan dengan ciri jangkaan galaksi 13.5 bilion tahun cahaya dengan sangat baik, memberikan saya sedikit merinding apabila saya menemuinya.”

Pasukan itu kemudiannya menjalankan pemerhatian susulan menggunakan Susunan Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) untuk mengesahkan jarak, iaitu 100 juta tahun cahaya lebih jauh daripada GN-z11, pemegang rekod semasa untuk galaksi terjauh.

Menggunakan Teleskop Angkasa James Webb, pasukan penyelidik akan sekali lagi memerhati HD1 untuk mengesahkan jaraknya dari Bumi. Jika pengiraan semasa terbukti betul, HD1 akan menjadi galaksi paling jauh — dan tertua — pernah direkodkan.

Pemerhatian yang sama akan membolehkan pasukan menggali lebih mendalam identiti HD1 dan mengesahkan jika salah satu teori mereka betul.

“Membentuk beberapa ratus juta tahun selepas Big Bang, lubang hitam dalam HD1 mesti telah tumbuh daripada benih besar pada kadar yang tidak pernah berlaku sebelum ini,” kata Loeb. “Sekali lagi, alam semula jadi kelihatan lebih imaginatif daripada kita.”

Rujukan:

“Pencarian untuk H-Dropout Lyman Break Galaxies pada z~12-16” oleh Yuichi Harikane, Akio K. Inoue, Ken Mawatari, Takuya Hashimoto, Satoshi Yamanaka, Yoshinobu Fudamoto, Hiroshi Matsuo, Yoichi Tamura, Pratika Dayal, LY Aaron Yung , Anne Hutter, Fabio Pacucci, Yuma Sugahara dan Anton M. Koekemoer, 7 April 2022, Jurnal Astrofizik.
DOI:
arXiv:2112.09141

“Adakah Galaksi Starburst atau Quasar Sumber Tercicir z∼13 yang Baru Ditemui?” oleh Fabio Pacucci, Pratika Dayal, Yuichi Harikane, Akio K. Inoue dan Abraham Loeb, 7 April 2022, .
DOI:
arXiv:2201.00823

Mengenai Pusat Astrofizik | Harvard & Smithsonian

Pusat Astrofizik | Harvard & Smithsonian ialah kerjasama antara Harvard dan Smithsonian yang direka untuk bertanya—dan akhirnya menjawab—soalan terbesar manusia yang tidak dapat diselesaikan tentang sifat alam semesta. Pusat Astrofizik beribu pejabat di Cambridge, MA, dengan kemudahan penyelidikan di seluruh AS dan di seluruh dunia.

We wish to thank the author of this short article for this awesome material

Para saintis telah melihat galaksi terjauh yang pernah ada – ia mungkin menjadi rumah kepada bintang tertua di alam semesta


Discover our social media profiles and the other related pageshttps://paw6.info/related-pages/