Astronomen die de Large Millimeter Telescope (LMT) gebruiken, die gezamenlijk wordt beheerd door de Universiteit van Massachusetts Amherst en het Mexicaanse Instituto Nacional de Astrofísica, ptica en Electrónica, vandaag melden in Natuurastronomie dat ze de op een na meest verre stoffige hebben ontdekt, stervormend sterrenstelsel dat ooit in het universum is gevonden - geboren in de eerste miljard jaar na de oerknal.

Het is het oudste object dat ooit door de LMT is gedetecteerd, zegt astrofysicus Min Yun van UMass Amherst, en op dit moment is er maar één andere, iets ouder en verder weg object zoals dit bekend.

"De oerknal vond 13,7 miljard jaar geleden plaats, en nu zien we dit sterrenstelsel van 12,8 miljard jaar geleden, dus het vormde zich in de eerste miljard jaar na de oerknal, ' merkt hij op. 'Het is opmerkelijk om een ​​object te zien in de eerste miljard jaar, omdat het heelal volledig geïoniseerd was, dat is, het was de eerste 400 miljoen jaar te heet en te uniform om iets te vormen. Dus onze beste gok is dat de eerste sterren en sterrenstelsels en zwarte gaten allemaal gevormd zijn binnen de eerste half miljard tot een miljard jaar. Dit nieuwe object is bijna een van de eerste sterrenstelsels die ooit zijn gevormd."

Hij voegt toe, "Dit resultaat is geen verrassing, omdat dit is waar de LMT voor is gebouwd, maar we zijn erg enthousiast. Deze hoge roodverschuiving, zeer verre objecten zijn een klasse van mythische beesten in de astrofysica. We wisten altijd dat er een paar waren die enorm groot en helder waren, maar ze zijn onzichtbaar in het zichtbare lichtspectrum omdat ze zo worden verduisterd door de dikke stofwolken die hun jonge sterren omringen. Paradoxaal genoeg, de meest productieve stervormende sterrenstelsels en dus de meest lichtgevende, zijn ook het moeilijkst te bestuderen met traditionele optische telescopen zoals de Hubble-ruimtetelescoop, omdat ze ook het meest worden verduisterd door stof."

"Het bepalen van de extreem hoge roodverschuiving van dit object met millimetergolven is een hoogtepunt van de LMT, die door het stof in de radio- en millimetergolflengten kan kijken, " merkt hij op. "Zijn vermogen om deze zeer verre objecten te bestuderen is een van zijn meest opmerkelijke vermogens, bijna uniek in de wereld."

Het nieuwe object werd voor het eerst gedetecteerd door astronomen met behulp van de Herschel-ruimtetelescoop, maar voor zulke verre objecten, dat instrument kan alleen "zeer wazige foto's maken die bijna geen informatie opleverden, " merkt Yun op. Dus de astronomen van Herschel gaven hun informatie door aan LMT-directeur David Hughes, wetende dat het nieuwe instrument in Mexico het beste ter wereld is om het te bevestigen. Hughes' afgestudeerde student in die tijd, Jorge Zavala, nu een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Texas, is de eerste auteur van het nieuwe artikel.

de LMT, gelegen op de top van een 15, 1000 voet uitgedoofde vulkaan in de centrale staat Puebla in Mexico, begon zijn eerste licht te verzamelen in 2011 als een 32-meter millimetergolflengte radiotelescoop. Sindsdien is het gebouwd tot zijn volledige diameter van 50 meter (164 voet) en wanneer het deze winter volledig operationeel is, zal het de grootste, meest gevoelige instrument met één diafragma in zijn soort ter wereld. Verwacht wordt dat het een voortrekkersrol zal spelen bij nieuwe ontdekkingen over de oudste, verste objecten in het heelal.

Yun, een van 's werelds experts in het analyseren van gegevens van dergelijke objecten, verklaart, "De manier waarop we kunnen zien dat dit object erg ver weg is, is door zijn roodverschuiving te meten, dat is een maat voor de uitdijingssnelheid van het heelal. Verder weg gelegen objecten hebben een grotere roodverschuiving. Om roodverschuiving te meten, je gebruikt een spectraallijn van atomen of moleculen, die elk een herkenbare, discrete handtekening of vingerafdruk. Historisch hebben we dit gemeten in zichtbaar licht, maar omdat je deze heel oude niet kunt zien, verre stoffige objecten met zichtbaar licht moet je iets anders doen."

In de millimetergolflengte, een van de meest voorkomende en gemakkelijk te detecteren spectraallijnen is die van koolmonoxide (CO), waarvoor de LMT is ontworpen om te traceren, hij maakt duidelijk. Voor onafhankelijke bevestiging van de grote roodverschuiving die ze hebben waargenomen, Zavala, Yun en collega's riepen de hulp in van astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics om aanvullende waarnemingen te doen met behulp van de Smithsonian Submillimeter Array-telescoop op Mauna Kea, Hawaii. Door die triangulatie konden de onderzoekers een gedetailleerder beeld van het nieuwe object maken, aangeduid als G09 83808, en om de roodverschuiving te bevestigen met een koolstofemissielijn.

Verder, Yun zegt, een fenomeen dat zwaartekrachtlensvorming wordt genoemd, die het licht vergroot dat langs massieve objecten passeert, zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein, kwam in dit onderzoek aan de orde. Een enorm sterrenstelsel tussen waarnemers op aarde en object G09 83808 fungeerde als een gigantisch vergrootglas en deed het ongeveer 10 keer helderder en dichterbij lijken dan het is, merkt hij op.

Nu de LMT de komende maanden volledig online komt, Yun zegt dat de hogere resolutie en hogere gevoeligheid betekent dat "we echt, echt flauwe dingen. Ze bevinden zich in wezen aan de uiterste rand van het universum, dus de hogere resolutie is belangrijk omdat met een slechte resolutie alles er gemengd uitziet en je die zeer kleine en vage maar buitengewoon interessante objecten zoals dit sterrenstelsel niet kunt onderscheiden."

"Nutsvoorzieningen, het kan zijn dat er een hele hoop van hen zijn en dat we ze niet hebben kunnen zien, maar met de LMT hebben we de macht om ze te zien. Misschien beginnen ze eruit te springen, " voegt hij eraan toe. "We bevinden ons in het ontdekkingsveld. Elke keer dat ik een van deze datasets verklein, ben ik vol verwachting. Ik hoop altijd dat deze dingen eruit zullen komen. Je moet een hopeloze optimist zijn om dit soort werk te doen, en deze keer heeft het absoluut zijn vruchten afgeworpen."