A jelenlegi kozmológiai modellek szerint a most 13,7 milliárd éves Univerzum születése után körülbelül 300 ezer évvel belépett a kozmikus sötétség korába – ekkor még nem léteztek világító csillagok. A kozmikus hajnal pillanatának meghatározása, amikor az első csillagok és galaxisok felragyogtak, igen fontos kutatási kérdés, amely többek között olyan hatalmas műszerek építését is ösztönzi, mint a következő két évtized 25-50 méteres óriásteleszkópjai, vagy HST-t felváltó James Webb Űrtávcső.
A legelső galaxisok kutatását érdekes módon maga a Világegyetem is elősegíti: amikor a roppant távoli, vagyis az Univerzum hajnalán keletkezett, távolságuk miatt rendkívül halvány égitestekről kiinduló fény a hozzánk közelebb fekvő, igen nagy tömegű objektumok közelében halad el, utóbbiak gravitációs ereje eltéríti a fény útját, mintegy a Föld felé fókuszálva a látóirányunkat különben elkerülő sugarakat. A gravitációs lencsehatás néven ismert jelenséget használta ki Richard Ellis (Caltech) és kutatócsoportja, egyre távolabbi célpontokat keresve a Hawaii-szigeteki 10 méteres Keck II teleszkóppal.
A gravitációs lencse működése. Az ősi galaxisokról széttartóan induló fénysugarakat a közelebb levő galaxishalmaz gravitációs tere lefókuszálja (Caltech)
A kutatócsoport gondos előzetes szűrés után összesen 9 nagy tömegű galaxishalmazt vizsgált meg. Ezek közül három esetben a halmazon „átnézve” 6 rendkívül távoli (azaz a Világegyetem hajnalán keletkezett), intenzív csillagkeletkezési folyamatok jeleit mutató galaxist találtak, amelyekről a fény több mint 13 milliárd éve indult útnak. Más szavakkal ekkor Univerzumunk még csak 500 millió éves volt, ami jelenlegi korának nem egészen 4 százaléka. Az előtérben levő nagy tömegú struktúrák mintegy hússzorosára erősítették a távoli objektumok fényjeleit. Az a tény, hogy viszonylag szűk égterületen ilyen sok ősi galaxist találtak, arra utalhat, hogy az ilyen égitestek az első félmilliárd év végén már igen nagy számban voltak jelen. A Világegyetem 300-500 millió éves kora körül keletkezett csillagok és galaxisok sugárzása a számítások szerint elegendő volt a környezetükben levő hidrogénatomok ionizálásához, ami révén a kozmikus sötétség kora véget érhetett.
A Hubble Űrtávcső felvételei az újonnan felfedezett galaxisok környezetéről. A képeken piros körök jelzik a legtávolabbi galaxisok helyét. Az előtér galaxishalmazai különösen hatékonyan erősítik a mögöttük található objektumok sugárzását az ábrán vastag fekete vonallal jelölt "kritikus vonalak" mentén (Caltech)
Annak minden kétséget kizáró bizonyítása, hogy a hat objektum valóban ilyen hatalmas távolságban van, és így az Univerzum igen korai szakaszáról ad hírt, nehéz feladat még a ma létező legnagyobb teljesítményű műszerekkel is. A kutatócsoport emiatt számos ellenőrző tesztet hajtott végre, emellett pedig független HST-s és Spitzeres vizsgálatok eredményei is megerősítik a friss eredményeket (noha a teljes bizonyossághoz vezető spektroszkópiai mérések jelenleg még nem léteznek az arra alkalmas és még csak építésük korai fázisában álló óriásteleszkópok hiánya miatt).
Forrás: Caltech Press Release, 2007.07.10.
