Wykryto najdalszą znaną galaktykę

HD1 to nowo odkryty, oddalony o 13,5 mld lat świetlnych obiekt, który najprawdopodobniej jest najodleglejszą ze znanych dotąd galaktyk. Udało się ją zaobserwować ze względu na wyjątkową jasność.

HD1 emituje szczególnie dużo promieni ultrafioletowych, co wskazuje na wysokoenergetyczne procesy. Naukowcy proponują dwa wytłumaczenia szczególnej aktywności galaktyki.

Według jednego z nich powstaje w niej niespotykanie dużo nowych gwiazd, być może nawet należących do pierwszej generacji gwiazd we wszechświecie.

Gdyby bowiem silne promieniowanie wynikało z produkcji typowych gwiazd, galaktyka musiałaby tworzyć je w niespotykanym tempie ok. 100 gwiazd na rok. Do tej pory nikt nie zaobserwował tych, teoretycznie przewidywanych obiektów.

"Gwiazdy pierwszej generacji był masywniejsze, jaśniejsze i gorętsze" - zwraca uwagę dr Fabio Pacucci z Uniwersytetu Harvarda, główny autor publikacji, która ukazała się w piśmie "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters" (https://academic.oup.com/mnrasl/advance-article-abstract/doi/10.1093/mnrasl/slac035/6564647?redirectedFrom=fulltext).

"Jeśli założymy, że gwiazdy produkowane w HD1 są tymi pierwotnymi, inaczej mówiąc gwiazdami III populacji, to właściwości tej galaktyki można łatwo wyjaśnić. Gwiazdy III populacji są w stanie produkować więcej światła UV niż normalne gwiazdy, co może wytłumaczyć ekstremalną jasność galaktyki w tym zakresie" - tłumaczy badacz.

Drugie wyjaśnienie natomiast jest takie, że w centrum galaktyki znajduje się gigantyczna czarna dziura o masie równej ok. 100 mln mas Słońca.

Supermasywna czarna dziura pochłaniałaby olbrzymie ilości gazu, który w jej pobliżu emitowałby fotony o wysokiej energii. Byłaby to najwcześniejsza czarna supermasywna dziura, jaką do tej pory poznano. Powstałaby dużo krócej po Wielkim Wybuchu, niż najstarsza ze znanych obecnie.

"Powstając kilka milionów lat po Wielkim Wybuchu, czarna dziura w HD1 musiałaby rosnąć z masywnego jądra. Po raz kolejny natura wydaje się bardziej twórcza, niż my" - mówi prof. Avi Loeb, jeden z badaczy.

Tak naprawdę to obserwowana galaktyka istniała krótko po powstaniu wszechświata - 13,5 mld lat temu. Tyle czasu bowiem światło wędrowało od niej do Ziemi.

"Odpowiedzi na pytania o naturę tak odległego obiektu to ogromne wyzwanie" - podkreśla dr Fabio Pacucci.

"To jak odgadywanie narodowości statku na podstawie powiewającej na nim flagi, kiedy stoi się w oddali na brzegu, a statkiem kołysze sztorm i zakrywa go mgła. Może uda się zobaczyć jakieś kolory i kształty na fladze, ale tylko częściowo. Ostatecznie to długa gra w analizy i odrzucanie nieprawdopodobnych wyjaśnień" - tłumaczy astronom.

Samego odkrycia dokonano po 1,2 tys. godzin obserwacji prowadzonych z pomocą teleskopów Subaru, VISTA, United Kingdom Infrared Telescope oraz Kosmicznego Teleskopu Spitzera.

Dystans naukowcy potwierdzili dalszymi obserwacjami prowadzonymi z pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

"Znalezienie HD1 wśród 700 tys. obiektów wymagało ciężkiej pracy" - podkreśla odkrywca galaktyki, Yuichi Harikane z Uniwersytetu Tokijskiego. "Charakter emitowanego przez nią czerwonego światła zaskakująco dobrze odpowiadał galaktyce oddalonej o 13,5 mld lat świetlnych" - opowiada badacz.

Naukowcy zamierzają prowadzić dalsze obserwacje galaktyki z pomocą wystrzelonego niedawno Teleskopu Jamesa Webba. Chcą w ten sposób jeszcze raz potwierdzić odległość, a także odpowiedzieć na pytanie, czy za jasnością galaktyki stoją młode gwiazdy, czy czarna dziura.