اخترشناسانی که در حال بررسی تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ هابل از ژرفای فضا بودند، چیزی را یافته اند که می تواند دورترین کهکشانی باشد که تاکنون دیده شده، در حدود 13.2 میلیارد سال نوری آنسوتر. این بررسی، محدوده های توانایی هابل را فراتر برد و به حدود 480 میلیون سال پس از مهبانگ رساند، یعنی زمانی که کیهان تنها 4 درصد سن فعلی را داشت.
گرث ایلینگروث از دانشگاه کالیفرنیا، سانتاکروز، می گوید: «ما داریم به روزگار نخستین کهکشان ها بسیار نزدیک می شویم، کهکشان هایی که تصور می شود در حدود 200 تا 300 میلیون سال پس از مهبانگ آفریده شدند.»
این تصویر از زمینه ی فراژرف هابل، بخشی از ژرف ترین تصویر فروسرخی است که تاکنون از کیهان گرفته شده. مربع آبی کوچک، ناحیه ای را نشان می دهد که اخترشناسان آنچه که می تواند دورترین کهکشانی باشد که تاکنون دیده شده را در آن یافته اند، 13.2 میلیارد سال نوری، معنایش اینست که نور آن درست 480 میلیون سال پس از مهبانگ منتشر شده. این کهکشان کوچک و کم نور است و در مربع بزرگ تر مشخص شده است.
ایلینگروث و ریچارد بوون از دانشگاه لیدن در هلند، مسئول این پژوهش بودند. آنها با استفاده از داده های فروسرخ دوربین میدان باز سیاره ای 3 (WFC3)ی تلسکوپ هابل توانستند تغییرات چشمگیر در کهکشان ها را در دوره ی زمانی میان 480 تا 650 میلیون سال پس از مهبانگ ببینند. آهنگ ستاره زایی در کیهان در طی همین دوره ی 170 میلیون ساله تا حدود 10 برابر افزایش یافت.
ایلینگروث می گوید: «این افزایشی شگفت آور برای یک چنین دوره ی زمان کوتاهی است، دوره ای تنها به اندازه ی 1 درصد از سن کیهان.»
تعداد کهکشان های قابل شناسایی نیز تغییرات قابل توجهی داشت. ایلینگروث ادامه می دهد: «ما در بررسی های پیشین، 47 کهکشان را در زمانی دیرتر از زمانی فعلی، یعنی حدود 650 میلیون سال پس از مهبانگ یافته بودیم (
اینجا بخوانید). در حالی که در 170 میلیون سالِ پیش از آن تنها یک کهکشان یافتیم... تغییرات در زمانی کوتاه، بسیار سریع بود.»
به گفته ی بوونز، این یافته ها منطبق بر تصویر سلسله مراتبی از شکل گیری کهکشان هاست که در آن، کهکشان ها در اثر نفوذ گرانشی ماده ی تاریک شکل گرفته و رشد می کنند: «ما در این دوره شاهد شکل گیری و رشد بسیار سریع کهکشان ها می باشیم... برای نخستین بار، می توانیم اظهارات واقع بینانه درباره ی تغییرات جمعیتی کهکشان ها در این دوره ی زمانی بیان کرده و محدودیت های معناداری برای مدل های ایجاد کهکشانی ارایه کنیم.»
اخترشناسان برای اندازه گیری فاصله ی یک جرم آسمانی، از "انتقال به سرخ" (redshift) آن بهره می برند، یعنی میزان "کش آمدن" نور آن جرم در اثر انبساط و گسترش کیهان. در اثر این "کش آمدن"، طول موج نور آن جرم بلندتر شده و به سمت سرخی می گراید. انتقال به سرخِ کهکشان تازه کشف شده تقریبن 10.3 است که نشان می دهد نوری که اکنون می بینیم، 13.2 میلیارد سال پیش تابیده شده، تنها 480 میلیون سال پس از تولد کیهان.
ایلینگروث می گوید: «این نتیجه، منتهای توانایی های ماست، ولی ما برای تاییدش، ماه ها آزمایش کردیم و اکنون کاملن به آن مطمئنیم.»
این کهکشان که به شکل لکه ای کم نور در تصاویر هابل دیده می شود، در مقایسه با کهکشان های بزرگ نزدیک ما، بسیار کوچک است. برای نمونه، کهکشان راه شیری خودمان بیش از 100 برابر بزرگ تر از آنست.
همان تصویر بالا در نور دیدگانی. اگر می توانید کهکشان موردنظر را در آن پیدا کنید.
پژوهشگران همچنین سه کهکشان دیگر یافتند که انتقال به سرخی برابر با 8.3 داشتند. در این پژوهش، داده های جمع آوری شده از تصاویر ژرفِ "
زمینه ی فراژرف هابل" (Hubble Ultra Deep Field) یا (HUDF)، بخشی کوچک از آسمان در حدود یک دهم اندازه ی ماه، مورد بررسی کامل قرار گرفت. طی دو دوره ی 4 روزه، در تابستان 2009 و تابستان 2010، تلسکوپ هابل با دوربین فروسرخ WFC3 و با زمان نوردهی 87 ساعته، بر نقطه ای کوچک در آن HUDF متمرکز شد.
برای رفتن به فراتر از انتقال به سرخِ 10، اخترشناسان باید منتظر جانشین هابل بمانند یعنی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) که ناسا تصمیم دارد آن را تا اواخر این دهه به فضا پرتاب کند. JWST همچنین توانایی انجام اندازه گیری های طیف سنجی مورد نیاز برای تایید وجود کهکشان گزارش شده با انتقال به سرخ 10 را نیز خواهد داشت.
ایلینگروث: «JWST کارهای بیشتری در انتقال به سرخ های بالاتر انجام می دهد. این پژوهش دستکم به ما می گوید که اجرامی با انتقال به سرخ 10 نیز وجود دارند و همچنین این که پیش از آن نیز کهکشان هایی شکل گرفته بوده اند.»
واژه نامه:
Hubble - Space Telescope - galaxy - Big Bang - Garth Illingworth - Rychard Bouwens - Wide Field Planetary Camera 3 - WFC3 - redshift - Hubble Ultra Deep Field - HUDF - infrared
