Astronomi che utilizzano il Large Millimeter Telescope (LMT), che è gestito congiuntamente dall'Università del Massachusetts Amherst e dall'Instituto Nacional de Astrofísica del Messico, ptica y Electrónica, rapporto oggi in Astronomia della natura che hanno individuato il secondo polveroso più lontano, galassia formatrice di stelle mai trovata nell'universo - nata nel primo miliardo di anni dopo il Big Bang.

È l'oggetto più antico mai rilevato dall'LMT, dice l'astrofisico Min Yun a UMass Amherst, e al momento ce n'è solo un altro, oggetto leggermente più vecchio e più distante come questo noto.

"Il Big Bang è avvenuto 13,7 miliardi di anni fa, e ora vediamo questa galassia di 12,8 miliardi di anni fa, quindi si stava formando entro il primo miliardo di anni dopo il Big Bang, " fa notare. "Vedere un oggetto entro il primo miliardo di anni è notevole perché l'universo è stato completamente ionizzato, questo è, era troppo caldo e troppo uniforme per formare qualcosa per i primi 400 milioni di anni. Quindi la nostra ipotesi migliore è che le prime stelle, galassie e buchi neri si siano tutti formati entro il primo mezzo miliardo o un miliardo di anni. Questo nuovo oggetto è molto vicino ad essere una delle prime galassie mai formate".

Aggiunge, "Questo risultato non è una sorpresa, perché questo è ciò per cui l'LMT è stato costruito, ma siamo molto emozionati. Questi alti redshift, oggetti molto distanti sono una classe di animali mitici in astrofisica. Abbiamo sempre saputo che ce ne erano alcuni là fuori che sono enormemente grandi e luminosi, ma sono invisibili nello spettro della luce visibile perché sono così oscurati dalle spesse nuvole di polvere che circondano le loro giovani stelle. Paradossalmente, le galassie più prolifiche che formano stelle e quindi le più luminose sono anche le più difficili da studiare con i tradizionali telescopi ottici come il telescopio spaziale Hubble perché sono anche le più oscurate dalla polvere».

"La determinazione dello spostamento verso il rosso estremamente elevato di questo oggetto con onde millimetriche è un risultato saliente dell'LMT, che può vedere attraverso la polvere nelle lunghezze d'onda radio e millimetriche, " osserva. "La sua capacità di studiare questi oggetti molto distanti è una delle sue capacità più eccezionali, quasi unico al mondo."

Il nuovo oggetto è stato rilevato per la prima volta dagli astronomi utilizzando il telescopio spaziale Herschel, ma per oggetti così lontani, quello strumento può scattare solo "immagini molto sfocate che non hanno fornito quasi alcuna informazione, " nota Yun. Così gli astronomi di Herschel hanno passato le loro informazioni al direttore della LMT David Hughes, sapendo che il nuovo strumento in Messico è il migliore al mondo per confermarlo. Studente laureato di Hughes all'epoca, Jorge Zavala, ora ricercatore post-dottorato presso l'Università del Texas, è il primo autore del nuovo articolo.

Il LMT, situato sulla sommità di un 15, Vulcano spento di 1000 piedi nello stato centrale di Puebla, in Messico, ha iniziato a raccogliere la sua prima luce nel 2011 come radiotelescopio di 32 metri di lunghezza d'onda millimetrica. Da allora è stato costruito fino al suo diametro completo di 50 metri (164 piedi) e quando sarà completamente operativo questo inverno sarà il più grande, strumento ad apertura singola più sensibile del suo genere al mondo. Si prevede che sarà in prima linea nelle nuove scoperte sul più antico, oggetti più distanti dell'universo.

Yun, uno degli esperti mondiali nell'analisi dei dati provenienti da tali oggetti, spiega, "Il modo in cui possiamo dire che questo oggetto è molto distante è misurando il suo redshift, che è una misura della velocità di espansione dell'universo. Gli oggetti più distanti hanno uno spostamento verso il rosso maggiore. Per misurare il redshift, usi una linea spettrale di atomi o molecole, ognuno dei quali ha un riconoscibile, firma discreta o impronta digitale. Storicamente abbiamo misurato questo in luce visibile, ma poiché non puoi vedere questi molto vecchi, oggetti polverosi lontani con luce visibile devi fare qualcos'altro."

Nella lunghezza d'onda millimetrica, una delle righe spettrali più comuni e facilmente rilevabili è quella del monossido di carbonio (CO), che l'LMT è stato progettato per tracciare, fa notare. Per una conferma indipendente del grande redshift che hanno osservato, Zavala, Yun e colleghi hanno chiesto l'aiuto degli astronomi dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics per effettuare ulteriori osservazioni utilizzando il telescopio Smithsonian Submillimeter Array su Mauna Kea, Hawaii. Quella triangolazione ha permesso ai ricercatori di creare un'immagine più dettagliata del nuovo oggetto, indicato come G09 83808, e per confermare il suo redshift con una linea di emissione di carbonio.

Ulteriore, Yun dice, un fenomeno chiamato lente gravitazionale, che ingrandisce la luce che passa vicino a oggetti massicci come previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein, entrato in gioco in questo studio. Un'enorme galassia tra gli osservatori sulla Terra e l'oggetto G09 83808 ha agito come una lente d'ingrandimento gigante e lo ha fatto sembrare circa 10 volte più luminoso e vicino di quanto non sia, lui nota.

Con LMT che sarà completamente online nei prossimi due mesi, Yun afferma che la sua risoluzione e la sensibilità più elevate significano "possiamo trovare davvero, cose veramente deboli. Sono essenzialmente ai margini dell'universo, quindi la risoluzione più alta è importante perché con una risoluzione scadente tutto sembra sfumato e non puoi distinguere quegli oggetti molto piccoli e deboli ma estremamente interessanti come questa galassia."

"Ora, potrebbe essere che ce ne siano un sacco là fuori e non siamo stati in grado di vederli, ma con l'LMT abbiamo il potere di vederli. Forse inizieranno a saltar fuori, " aggiunge. "Siamo nel campo delle scoperte. Ogni volta che riduco uno di questi set di dati sono pieno di aspettative. Spero sempre che queste cose saltino fuori. Devi essere un ottimista senza speranza per fare questo tipo di lavoro, e questa volta è stato assolutamente ripagato".