‘The Farthest Galaxy Ever’ HD1 puede no ser lo que parece

Un emocionante descubrimiento potencial sacudió recientemente el mundo de la astrofísica.

gran explosión caliente

El concepto logarítmico del artista del universo visible. El Sistema Solar da paso a la Vía Láctea, que da paso a las galaxias cercanas que luego dan paso a la estructura extensa y al plasma caliente y denso del Big Bang suburbano. Cada línea de visión que podemos observar contiene todas estas épocas, pero la búsqueda del objeto más distante observado no estará completa hasta que mapeemos todo el universo.

(crédito: Pablo Carlos Bodassi ; Unmismoobjetivo / Wikimedia Commons)

esta galaxia HD1Y Recién anunciado Como la galaxia más pequeña y distante jamás vista.

galaxia más lejana

Mostrado aquí con flechas moradas, este pequeño objeto rojo, apenas visible sin indicaciones de él, puede representar la cosa más distante conocida actualmente en el universo: HD1. Sin embargo, aún no se ha determinado definitivamente.

(crédito: Harikane et al.)

Tiene 330 millones de años y ahora está a 33 mil millones de años luz: la distancia más lejana jamás vista.

inalcanzable

La luz de cualquier galaxia emitida después del inicio del Big Bang caliente, hace 13.800 millones de años, nos habría llegado hoy, siempre que se encuentre dentro de los 46.100 millones de años luz en la actualidad. Pero la luz de las galaxias más viejas y distantes será bloqueada por la interferencia de la materia y desplazada hacia el rojo por la expansión del universo. Ambos presentan severos desafíos para el descubrimiento y plantean cuentos de advertencia en nuestra contra para sacar conclusiones definitivas sobre la distancia entre ellos sin los datos apropiados y necesarios.

(crédito: F. Summers, A. Pagan, L. Hustak, G. Bacon, Z. Levay y L. Frattere (STScI))

esto se puede romper El antiguo registro de GN-z11: 407 millones de años y 32 mil millones de años luz.

el más lejano

Una sección del campo GOODS-N, que contiene la galaxia GN-z11, la galaxia más distante jamás observada. Con un corrimiento al rojo de 11,1, una distancia de 32.100 millones de años luz y una edad inferida del universo de 407 millones de años luz en el momento en que se emitió esta luz, esta es la distancia más lejana que hemos visto de un objeto luminoso en el universo. La confirmación espectroscópica del Hubble fue clave; Sin ella, deberíamos haber permanecido escépticos.

(crédito: NASA, ESA, G. Bacon (STScI), A. Feild (STScI), P. Oesch (Yale))

Si es así, es Fantástico hallazgo: brillante, luminoso, tal vez el hogar de Las primeras estrellas verdaderamente puras.

Las primeras estrellas y galaxias que se formaron deberían ser el hogar de las estrellas del tercer cúmulo: las estrellas consisten en los elementos formados por primera vez durante el Big Bang caliente, que están compuestos en un 99,999999% exclusivamente por hidrógeno y helio. Nunca antes se había visto o confirmado una población así, pero algunos esperan que HD1 los contenga.

(crédito: Pablo Carlos Bodassi / Wikimedia Commons)

Pero hay una excelente posibilidad de que HD1 no sea El registro ampliamente difundido.

Aunque hay galaxias magnificadas, muy distantes, muy rojas e incluso infrarrojas como la que se identificó aquí en el Hubble eXtreme Deep Field, muchas de estas galaxias candidatas resultaron ser intrínsecamente rojas y/o interferir con galaxias más cercanas, no super-. objetos lejanos que fuimos y esperamos ser. Sin confirmación espectral, engañarnos a nosotros mismos en cuanto a la distancia cósmica de un objeto es desafortunado, pero familiar.

(crédito: NASA, ESA, R Bowens, J. Ellingsworth (Universidad de California, Santa Cruz))

Sí, es de color muy rojo y pierde toda la luz de onda corta.

galaxia más lejana

Esta figura muestra varios de los filtros ópticos (arriba) e imágenes HD1 que los revelan o no, así como dos ajustes diferentes de los datos ópticos. Tenga en cuenta que aunque el ajuste de corrimiento al rojo más alto es mejor, no hay confirmación espectroscópica de la distancia de la galaxia HD1 en absoluto.

(crédito: Y. Harikane et al., ApJ, 2022)

Solo los filtros ópticos con una longitud de onda más larga pueden detectar el objeto.

galaxia más lejana

Antes de que se formen suficientes estrellas, los átomos neutros persisten en el centro galáctico del universo, donde son notablemente efectivos para bloquear la luz visible y ultravioleta de las estrellas. Sin confirmación espectroscópica, como hicimos con GN-z11 pero no con HD1, se debe tener precaución.

(crédito: Harikane et al., NASA, EST y P. Oesch/Yale)

Esto corresponde a un objeto detrás»pared de átomos neutrosantes de la reionización.

reionización

Diagrama de la historia del universo, destacando la reionización. Antes de que se formaran las estrellas o las galaxias, el universo estaba lleno de átomos neutros que bloqueaban la luz. La mayor parte del universo no se vuelve a ionizar hasta 550 millones de años después, y algunas regiones logran una reionización completa antes y otras más tarde. Las primeras grandes olas de reionización comienzan a ocurrir alrededor de los 250 millones de años de edad, mientras que algunas estrellas de la suerte pueden formarse solo entre 50 y 100 millones de años después del Big Bang. Con los instrumentos adecuados, como el telescopio espacial James Webb, podemos comenzar a revelar las galaxias más antiguas.

(crédito: S. G. Djorgovski y col., Caltech; Centro de medios digitales de Caltech)

Pero solo la espectroscopia es capaz de determinar el corrimiento al rojo de la galaxia con absoluta certeza.

Solo al descomponer la luz de un objeto distante en sus longitudes de onda componentes y determinar la firma de las transiciones de electrones atómicos o iónicos que pueden asociarse con el corrimiento al rojo y, por lo tanto, un universo en expansión, puede ocurrir un corrimiento al rojo confiable y accesible (y por lo tanto, la distancia). Esta guía no está disponible en HD1 y HD2 hoy.

(crédito: Festo Plata, 1917, Proc. Aamir. Elefante. la sociedad.)

Múltiples líneas espectrales, asociadas con transiciones cuánticas, revelan cuán intensamente la luz emitida se desplaza hacia el rojo a través del universo en expansión.

expansión del universo

Esta animación simplificada muestra cómo el corrimiento hacia el rojo de la luz y cómo las distancias entre objetos independientes cambian con el tiempo en el universo en expansión. Solo relacionando la longitud de onda de la luz emitida con la luz observada se puede medir el corrimiento al rojo con confianza.

(crédito: Perilla Rob)

Para HD1, solo hay una línea candidata y la importancia de su detección está por debajo del umbral de 5-σ.

En la totalidad de los espectros de HD1 de nuestros observatorios más poderosos, incluido ALMA, solo aparece una firma temporal de una línea: la de una línea de oxígeno doblemente ionizado. Su confianza no alcanza el «estándar de oro» requerido para anunciar un descubrimiento.

(crédito: Y. Harikane et al., ApJ, 2022)

El «otro» filtro lejano, HD2, no tiene ninguna línea espectral.

Exposiciones en diferentes rangos fotométricos (más altos) para una galaxia candidata a HD2, junto con posibles cambios espectrales (curvas) para los puntos de datos (rojo). Tenga en cuenta que, aunque se prefiere una solución de alto corrimiento al rojo (z = 12) a una interpretación de bajo corrimiento al rojo (z = 3,5), ambas son posibles y no se dispone de una firma clara de la espectroscopia.

(crédito: Y. Harikane et al., ApJ, 2022)

Hasta que llegue la confirmación espectral, se debe tener cuidado, ya que las distancias no se pueden determinar de manera concluyente.

El espectro completo publicado de la galaxia candidata HD1 no muestra detecciones de líneas espectrales definitivas. La flecha roja corresponde a la señal candidata de una línea de oxígeno doble ionizado. Sin datos concluyentes, no podemos concluir responsablemente que esta es, de hecho, la galaxia más distante que jamás hayamos visto. Puede que no sea nada de eso en absoluto.

(crédito: Y. Harikane et al., ApJ, 2022)

Mostly Mute Monday cuenta una historia astronómica con imágenes, imágenes y no más de 200 palabras. taciturno; sonríe más.

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