Combinando la potenza del telescopio spaziale Hubble della NASA e di Spitzer assieme alle lenti gravitazionali, gli astronomi hanno scoperto un nuovo candidato record per la galassia più distante ma vista nell'Universo.
La più lontana galassia appare come una piccola bolla che è solo una piccola frazione delle dimensioni della nostra galassia, la Via Lattea. Ma offre uno sguardo indietro in un tempo in cui l'Universo era solo il 3% della sua età attuale di 13,7 miliardi di anni.
La galassia di recente scoperta, denominata MACS0647-JD, è stato osservata a soli 420 milioni anni dopo dall'inizio dell'Universo. La sua luce ha viaggiato 13.300 milioni anni per raggiungere la Terra.
Questa scoperta è l'ultima di un programma che utilizza come obiettivi gli zoom naturali per rivelare le galassie distanti nell'Universo primordiale.
L'indagine del Cluster Lensing And Supernova con Hubble (CLASH), un gruppo internazionale guidato da Marc Postman dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland, sta usando ammassi di galassie massicce, come telescopi cosmici per ingrandire delle galassie lontane dietro di loro.
Questo effetto è chiamato lente gravitazionale.
Lungo la strada, a 8 miliardi di anni nel suo viaggio, luce da MACS0647-JD ha preso una deviazione lungo percorsi multipli intorno ai massicci cluster delle galassie MACS J0647 7015. Senza il potere di ingrandimento del cluster, gli astronomi non avrebbero visto questa galassia remota. A causa della lente gravitazionale, il team di ricerca CLASH ha potuto osservare tre immagini ingrandite di MACS0647-JD con il telescopio Hubble. La gravità del cluster ha aumentato la luce della galassia lontana, rendendo le immagini otto, sette e due volte più luminose di quanto gli astronomi abilitati per rilevare la galassia più efficiente e con maggiore fiducia avrebbero potuto fare.
"Questo gruppo fa quello che nessun telescopio artificiale può fare", ha detto Marc Postman. "Senza l'ingrandimento, sarebbe necessario uno sforzo erculeo per osservare questa galassia".
MACS0647-JD è così piccolo che può essere nelle prime fasi di formazione di una galassia più grande. L'analisi mostra che la galassia si trova a meno di 600 anni luce di larghezza. Sulla base di osservazioni di galassie un pó più piccole, gli astronomi stimano che una galassia tipica di un'età simile dovrebbe essere a circa 2.000 anni luce di larghezza.
Per confronto, la Grande Nube di Magellano, una galassia nana compagna alla Via Lattea, è di 14.000 anni luce di larghezza. La nostra Via Lattea è di 150.000 anni luce.
"Questo oggetto può essere uno dei tanti elementi costitutivi di una galassia", ha detto l'autore principale dello studio, Dan Coe dello Space Telescope Science Institute.
"Nel corso dei prossimi 13 miliardi di anni, si possono avere decine, centinaia, o addirittura migliaia di eventi di fusione con altre galassie e frammenti di galassia".
La galassia è stata osservata con 17 filtri, che vanno dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso, usando la Wild Field Camera 3 di Hubble (WFC3) e l'Advanced Camera for Surveys (ACS).
Coe, un membro del team CLASH, ha scoperto la galassia nel mese di febbraio, mentre stava guardando un catalogo di migliaia di oggetti gravitazionalmente ingranditi con lenti che si trovano in osservazioni di Hubble di 17 cluster nel sondaggio di CLASH. Ma la galassia appare solo nei due filtri più rosse.
"Quindi, o MACS0647-JD è un oggetto molto rosso, brillante solo a lunghezze d'onda rosse, o è molto distante e la sua luce è stata 'spostata verso il rosso' a queste lunghezze d'onda, o una combinazione dei due", ha detto Coe. "Abbiamo preso in considerazione una vasta gamma di possibilità".
Il team ha identificato con CLASH immagini multiple di otto galassie con lenti dal cluster galassia. Le loro posizioni hanno permesso al team di produrre una mappa della massa del cluster, che è principalmente formata da materia oscura. La materia oscura è una forma invisibile di materia che costituisce la maggior parte della massa dell'Universo.
"E' come un grande puzzle", ha detto Coe. "Dobbiamo organizzare la massa del cluster in modo che devi la luce di ogni galassia alle posizioni osservate".
Le analisi del team hanno rivelato che la distribuzione di massa del cluster ha prodotto tre immagini con le lenti di MACS0647-JD e le posizioni e la luminosità relativa osservate nell'immagine Hubble.
Coe e i suoi collaboratori hanno trascorso dei mesi per escludere sistematicamente queste spiegazioni alternative per trovare l'identità dell'oggetto, tra cui le stelle rosse, le nane brune e le rosse (vecchie e polverose) galassie a distanze intermedie dalla Terra.
Essi hanno concluso che una galassia molto distante è stata la spiegazione corretta.
Il documento apparirà nel numero del 20 dicembre della rivista The Astrophysical Journal.
Il Redshift è una conseguenza dell'espansione dello spazio nel tempo cosmico. Gli astronomi studiano l'Universo lontano nel vicino infrarosso per l'espansione dello spazio cui si estende la luce ultravioletta e visibile dalle galassie in lunghezze d'onda infrarosse.
Coe stima che MACS0647-JD ha un redshift di 11, il più alto ancora osservato.
Le immagini della galassia a lunghezze d'onda ottenute con il telescopio spaziale Spitzer hanno svolto un ruolo chiave per l'analisi. Se l'oggetto fosse intrinsecamente rosso, sembrerebbe luminoso nelle immagini Spitzer. Al contrario, la galassia appena è stato rilevata, ha indicato la sua grande distanza.
Il team di ricerca prevede di utilizzare lo Spitzer per ottenere più profonde osservazioni della galassia, che dovrebbero dare fiducia e rilevamenti per le stime dell'età dell'oggetto e sul contenuto della polvere presente.
La galassia MACS0647-JD, tuttavia, può essere troppo lontana per qualsiasi altro telescopio corrente per confermare la distanza basata sulla spettroscopia, che diffonde la luce di un oggetto in migliaia di colori.
Tuttavia, Coe è fiducioso: "Tutte e tre le immagini di galassie con le lenti corrispondono abbastanza bene e sono in una posizione che ci si aspetta per una galassia a quella remota distanza quando si guardano le previsioni dei modelli di migliori lenti per questo gruppo", ha detto Coe.
L'oggetto record è la seconda galassia scoperta nell'indagine di CLASH, un censimento a multi-lunghezza d'onda di 25 ammassi di galassie pesanti con l 'ACS di Hubble e la WFC3.
All'inizio di quest'anno, il team di CLASH aveva annunciato la scoperta di una galassia che esisteva quando l'Universo aveva solo circa 490 milioni di anni, 70 milioni di anni dopo il nuovo record. Finora, l'indagine ha completato le osservazioni per 20 dei 25 cluster.
Il team spera di utilizzare per la ricerca di Hubble per le galassie nane a queste epoche iniziali.
Se queste giovani galassie sono molteplici, allora avrebbero potuto fornire l'energia per bruciare la nebbia di idrogeno che ricopriva l'Universo, un processo chiamato re-ionizzazione. La re-ionizzazione infine ha fatto l'Universo trasparente alla luce.
Foto In Alto
Credit: NASA, ESA, M. Postman and D. Coe (STScI), and the CLASH Team)
A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121115141456.htm
La più lontana galassia appare come una piccola bolla che è solo una piccola frazione delle dimensioni della nostra galassia, la Via Lattea. Ma offre uno sguardo indietro in un tempo in cui l'Universo era solo il 3% della sua età attuale di 13,7 miliardi di anni.
La galassia di recente scoperta, denominata MACS0647-JD, è stato osservata a soli 420 milioni anni dopo dall'inizio dell'Universo. La sua luce ha viaggiato 13.300 milioni anni per raggiungere la Terra.
Questa scoperta è l'ultima di un programma che utilizza come obiettivi gli zoom naturali per rivelare le galassie distanti nell'Universo primordiale.
L'indagine del Cluster Lensing And Supernova con Hubble (CLASH), un gruppo internazionale guidato da Marc Postman dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland, sta usando ammassi di galassie massicce, come telescopi cosmici per ingrandire delle galassie lontane dietro di loro.
Questo effetto è chiamato lente gravitazionale.
Lungo la strada, a 8 miliardi di anni nel suo viaggio, luce da MACS0647-JD ha preso una deviazione lungo percorsi multipli intorno ai massicci cluster delle galassie MACS J0647 7015. Senza il potere di ingrandimento del cluster, gli astronomi non avrebbero visto questa galassia remota. A causa della lente gravitazionale, il team di ricerca CLASH ha potuto osservare tre immagini ingrandite di MACS0647-JD con il telescopio Hubble. La gravità del cluster ha aumentato la luce della galassia lontana, rendendo le immagini otto, sette e due volte più luminose di quanto gli astronomi abilitati per rilevare la galassia più efficiente e con maggiore fiducia avrebbero potuto fare.
"Questo gruppo fa quello che nessun telescopio artificiale può fare", ha detto Marc Postman. "Senza l'ingrandimento, sarebbe necessario uno sforzo erculeo per osservare questa galassia".
MACS0647-JD è così piccolo che può essere nelle prime fasi di formazione di una galassia più grande. L'analisi mostra che la galassia si trova a meno di 600 anni luce di larghezza. Sulla base di osservazioni di galassie un pó più piccole, gli astronomi stimano che una galassia tipica di un'età simile dovrebbe essere a circa 2.000 anni luce di larghezza.
Per confronto, la Grande Nube di Magellano, una galassia nana compagna alla Via Lattea, è di 14.000 anni luce di larghezza. La nostra Via Lattea è di 150.000 anni luce.
"Questo oggetto può essere uno dei tanti elementi costitutivi di una galassia", ha detto l'autore principale dello studio, Dan Coe dello Space Telescope Science Institute.
"Nel corso dei prossimi 13 miliardi di anni, si possono avere decine, centinaia, o addirittura migliaia di eventi di fusione con altre galassie e frammenti di galassia".
La galassia è stata osservata con 17 filtri, che vanno dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso, usando la Wild Field Camera 3 di Hubble (WFC3) e l'Advanced Camera for Surveys (ACS).
Coe, un membro del team CLASH, ha scoperto la galassia nel mese di febbraio, mentre stava guardando un catalogo di migliaia di oggetti gravitazionalmente ingranditi con lenti che si trovano in osservazioni di Hubble di 17 cluster nel sondaggio di CLASH. Ma la galassia appare solo nei due filtri più rosse.
"Quindi, o MACS0647-JD è un oggetto molto rosso, brillante solo a lunghezze d'onda rosse, o è molto distante e la sua luce è stata 'spostata verso il rosso' a queste lunghezze d'onda, o una combinazione dei due", ha detto Coe. "Abbiamo preso in considerazione una vasta gamma di possibilità".
Il team ha identificato con CLASH immagini multiple di otto galassie con lenti dal cluster galassia. Le loro posizioni hanno permesso al team di produrre una mappa della massa del cluster, che è principalmente formata da materia oscura. La materia oscura è una forma invisibile di materia che costituisce la maggior parte della massa dell'Universo.
"E' come un grande puzzle", ha detto Coe. "Dobbiamo organizzare la massa del cluster in modo che devi la luce di ogni galassia alle posizioni osservate".
Le analisi del team hanno rivelato che la distribuzione di massa del cluster ha prodotto tre immagini con le lenti di MACS0647-JD e le posizioni e la luminosità relativa osservate nell'immagine Hubble.
Coe e i suoi collaboratori hanno trascorso dei mesi per escludere sistematicamente queste spiegazioni alternative per trovare l'identità dell'oggetto, tra cui le stelle rosse, le nane brune e le rosse (vecchie e polverose) galassie a distanze intermedie dalla Terra.
Essi hanno concluso che una galassia molto distante è stata la spiegazione corretta.
Il documento apparirà nel numero del 20 dicembre della rivista The Astrophysical Journal.
Il Redshift è una conseguenza dell'espansione dello spazio nel tempo cosmico. Gli astronomi studiano l'Universo lontano nel vicino infrarosso per l'espansione dello spazio cui si estende la luce ultravioletta e visibile dalle galassie in lunghezze d'onda infrarosse.
Coe stima che MACS0647-JD ha un redshift di 11, il più alto ancora osservato.
Le immagini della galassia a lunghezze d'onda ottenute con il telescopio spaziale Spitzer hanno svolto un ruolo chiave per l'analisi. Se l'oggetto fosse intrinsecamente rosso, sembrerebbe luminoso nelle immagini Spitzer. Al contrario, la galassia appena è stato rilevata, ha indicato la sua grande distanza.
Il team di ricerca prevede di utilizzare lo Spitzer per ottenere più profonde osservazioni della galassia, che dovrebbero dare fiducia e rilevamenti per le stime dell'età dell'oggetto e sul contenuto della polvere presente.
La galassia MACS0647-JD, tuttavia, può essere troppo lontana per qualsiasi altro telescopio corrente per confermare la distanza basata sulla spettroscopia, che diffonde la luce di un oggetto in migliaia di colori.
Tuttavia, Coe è fiducioso: "Tutte e tre le immagini di galassie con le lenti corrispondono abbastanza bene e sono in una posizione che ci si aspetta per una galassia a quella remota distanza quando si guardano le previsioni dei modelli di migliori lenti per questo gruppo", ha detto Coe.
L'oggetto record è la seconda galassia scoperta nell'indagine di CLASH, un censimento a multi-lunghezza d'onda di 25 ammassi di galassie pesanti con l 'ACS di Hubble e la WFC3.
All'inizio di quest'anno, il team di CLASH aveva annunciato la scoperta di una galassia che esisteva quando l'Universo aveva solo circa 490 milioni di anni, 70 milioni di anni dopo il nuovo record. Finora, l'indagine ha completato le osservazioni per 20 dei 25 cluster.
Il team spera di utilizzare per la ricerca di Hubble per le galassie nane a queste epoche iniziali.
Se queste giovani galassie sono molteplici, allora avrebbero potuto fornire l'energia per bruciare la nebbia di idrogeno che ricopriva l'Universo, un processo chiamato re-ionizzazione. La re-ionizzazione infine ha fatto l'Universo trasparente alla luce.
Foto In Alto
Credit: NASA, ESA, M. Postman and D. Coe (STScI), and the CLASH Team)
A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121115141456.htm
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