Wykorzystanie do obserwacji Very Large Telescope (VLT), umożliwiło międzynarodowej grupie naukowców zbadać najbliższe otoczenie galaktyki, która znajduje się w odległości 12 miliardów lat świetlnych. Oznacza to, że zobaczyli Wszechświat taki, jaki był 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu.

Badana galaktyka to MS 1512-cB58, najjaśniejsza z tak odległych galaktyk. Normalnie galaktyka ta nie byłaby widoczna przez żaden teleskop, ale szczęśliwie jej światło jest wzmacniane przez znajdującą się w połowie drogi (w odległości 7 miliardów lat świetlnych) masywną gromadę galaktyk MS 1512+36. Służy ona za soczewkę grawitacyjną i dzięki temu zjawisku, galaktyka MS 1512-cB58 jest 50 razy jaśniejsza i widoczna.

Mimo to jasność galaktyki wynosi tylko 20,6 magnitudo, jest ona więc milion razy ciemniejsza niż jakikolwiek obiekt, który można dostrzec gołym okiem. Dodatkowo znajduje się tylko 36 stopni na północ od równika niebieskiego, a w Paranal, gdzie znajduje się VLT, nigdy nie wschodzi wyżej niż 29 stopni nad horyzont, więc jest widoczna nie dłużej niż 90 minut w ciągu nocy. Dlatego udane obserwacje tej galaktyki są dużym osiągnięciem.

Dzięki spektrometrowi UVES (Ultraviolet-Visual Echelle Spectrograph), na podstawie obserwacji przeprowadzonych w okresie od marca do sierpnia 2000 roku, w widmie MS 1512-cB58 odkryto wiele linii absorpcyjnych świadczących o obecności międzygwiezdnych chmur gazu między galaktyką a Ziemią. Niektóre z tych chmur znajdują się bardzo blisko MS 1512-cB58, dlatego naukowcy mieli możliwość zbadania, jak materia rozkłada się w bezpośrednim sąsiedztwie galaktyki.

Naukowcy potrafią zidentyfikować chmurę gazu oraz określić jej oddalenie na podstawie obserwacji linii widmowych docierającego do nas światła. Każda chmura materii, przez którą przechodzi promieniowanie zostawia swój ślad w widmie.

Szczególnie przydatne są badania linii Lyman-alfa wodoru. Wykazują one widoczne przesunięcie w kierunku podczerwieni, tym większe im dalszy obiekt jest źródłem promieniowania.

Badając linie Lyman-alfa MS 1512-cB58, naukowcy stwierdzili, że w samym pobliżu galaktyki znajduje się wiele chmur gazu bogatych w wodór. Dostarczyło to ważnych informacji o narodzinach i ewolucji Wszechświata.

Takie skupisko gazu można wytłumaczyć na dwa sposoby. Albo w pewnej odległości od MS 1512-cB58 znajduje się ogromne skupisko chmur (protogalaktyka), albo chmury te są w jakiś sposób bezpośrednio połączone z galaktyką, czego można by się spodziewać w galaktykach, gdzie formują się młode gwiazdy.

Jednak pewne cechy chmur wskazują, że to pierwsza ewentualność jest bardziej prawdopodobna. Chmury tworzą oddzielne obiekty, nie związane z MS 1512-cB58. Świadczy to więc, że już 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu była w tym rejonie duża struktura, taka jak supergalaktyka.

Podczas opisanych obserwacji, po raz pierwszy badano tak odległą galaktykę. Wszystkie wcześniejsze wyniki uzyskiwano w wyniku badania znacznie jaśniejszych kwazarów (nazwa pochodzi od skrótu QSO). W tym przypadku jednak badanie okolic galaktyki jest znacznie utrudnione przez silne promieniowanie kwazara i jonizację gazu, niepozwalającą na dokładne określenie jego rozłożenia.

Wraz z rozwojem nowych dużych teleskopów, znacznie powiększyła się wiedza o wczesnym etapie rozwoju Wszechświata. Te silne instrumenty pozwalają na obserwacje wielu szczegółowych elementów odległych obiektów i w ten sposób pozwalają śledzić początkowe etapy ewolucji, które są częścią łańcucha wydarzeń, który doprowadził do powstania świata jaki znamy.

Jednym z najważniejszych pytań we współczesnej kosmologii jest problem tworzenia się skupisk materii na początku istnienia Wszechświata. Wszędzie było wtedy pełno materii gazowej i wydaje się, że proces grupowania się materiałów rozpoczął się krótko po Wielkim Wybuchu, może nawet tylko kilkaset milionów lat po początkowej eksplozji. Uformowały się gwiazdy i pierwsze protogalaktyki, a w pewnym momencie struktury te zaczęły dalej łączyć się w gromady galaktyk i gromady gromad (supergromady).

Proces ten trwał jakiś czas, jednak jak na razie nie wiadomo, kiedy powstała pierwsza większa gromada galaktyk. Najnowsze dane dostarczone przez VLT mogą dostarczyć dowodu na istnienie struktury takiej jak supergromady tylko 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu.

Autor

Anna Marszałek