Τον Απρίλιο του 2022 δόθηκε στο φως της δημοσιότητας η ανακάλυψη του πιο απομακρυσμένου γαλαξία που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα, μόλις λίγες εβδομάδες μετά την ανακοίνωση της ανακάλυψης του πιο απoμακρυσμένου άστρου που έχει παρατηρηθεί μέχρι στιγμής. Η εν λόγω ανακάλυψη δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Astrophysical Journal, συνοδευόμενη από ένα άρθρο στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Ο γαλαξίας που ανακαλύφθηκε, γνωστός και ως HD1, καταρρίπτει το ρεκόρ του πιο απομακρυσμένου γαλαξία που έχει παρατηρηθεί θέτοντας τον γαλαξία GN-z11 στη δεύτερη θέση της κατάταξης των πιο απομακρυσμένων γαλαξιών.
Το φως του γαλαξία HD1 υπολογίζεται πως ταξίδεψε για 13,5 δισεκατομμύρια έτη μέχρι να φτάσει στα μάτια μας, δηλαδή, 100 εκατομμύρια έτη πιο πολύ από τον GN-z11. Βέβαια, εξαιτίας της διαστολής του Σύμπαντος, η πραγματική απόσταση του γαλαξία HD1 είναι πολύ μεγαλύτερη των 13,5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Σύμφωνα με υπολογισμούς, η σημερινή του απόσταση ενδέχεται να είναι περίπου 33,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Λόγω της διαστολής του Σύμπαντος ο γαλαξίας αυτός, όπως και οι υπόλοιποι μακρινοί γαλαξίες, απομακρύνονται από εμάς και αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μετατοπίζεται το φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπει προς το ερυθρό, φαινόμενο γνωστό και ως ερυθρή μετατόπιση.
Εικόνα: Harikane et al
Για τον εντοπισμό του, χρειάστηκαν συνολικά 1.200 ώρες παρατήρησης με το τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη, το τηλεσκόπιο VISTA στη Χιλή, το υπέρυθρο τηλεσκόπιο του Ηνωμένου Βασιλείου και το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA, το οποίο πλέον είναι εκτός λειτουργίας. Στη συνέχεια, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν την απόστασή του συγκεντρώνοντας στοιχεία μέσω παρατηρήσεων με το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), στη Χιλή. Σύντομα, η ερευνητική ομάδα θα στρέψει το βλέμμα του Διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb και άλλων τηλεσκοπίων στον γαλαξία HD1, για επικύρωση των υπολογισμών τους.
Πρόκειται για έναν γαλαξία υψηλής περιεκτικότητας σε αέρια, κάτι που ευνοεί τον σχηματισμό υπερμεγέθων αστέρων. Επίσης, ο γαλαξίας ειναι ιδιαίτερα λαμπρός στο φάσμα της υπεριώδους ακτινοβολίας υποδεικνύοντας έτσι ότι είναι εξαιρετικά ενεργός. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές αρχικά θεώρησαν πως ο HD1 είναι ένας γαλαξίας ο οποίος κυριαρχείται από υπερκαινοφανείς αστέρες -εκρήξεις supernova- ή ότι στο εσωτερικό του γεννιούνται νέα άστρα με ταχύτατους ρυθμούς. Τελικά, έπειτα από πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις του γαλαξία και αρκετές αναθεωρήσεις, οι ερευνητές διαπίστωσαν πως δημιουργούνται περίπου 100 άστρα ετησίως στο εσωτερικό του, αριθμός 10 φορές υψηλότερος από αυτόν άλλων γαλαξιών τέτοιου τύπου.
Εικόνα: NASA
Οι ερευνητές υποστηρίζουν δύο πιθανά σενάρια για την εξήγηση της υψηλής ποσότητας ενέργειας που εκπέμπει ο γαλαξίας HD1. Το ένα εκ των δύο προβλέπει την ύπαρξη μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία, με μάζα 100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου μας. Εάν ισχύει κάτι τέτοιο, τότε η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία HD1 θα είναι η πιο απομακρυσμένη μαύρη τρύπα που γνωρίζουμε. Σύμφωνα με το δεύτερο σενάριο, ο γαλαξίας HD1 φιλοξενεί μερικά από τα αρχαιότερα και λαμπρότερα άστρα που έχουν σχηματιστεί, τα οποία οι ερευνητές δεν έχουν καταφέρει να παρατηρήσουν ακόμα.
Εικόνα: Pablo Carlos Budassi
Ο Dr. Fabio Pacucci, ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης για την ανακάλυψη του HD1 και ερευνητής στο Κέντρο Αστροφυσικής: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, δήλωσε πως τα πρώτα άστρα που σχηματίστηκαν στο Σύμπαν ήταν εξαιρετικά πιο ογκώδη, πιο λαμπρά και πιο θερμά από τα άστρα που παρατηρούμε στο Σύμπαν σήμερα. Τα εν λόγω υποθετικά άστρα του πρώιμου Σύμπαντος ονομάζονται αστέρια Πληθυσμού III και φαίνεται πως εκπέμπουν ασυνήθιστα υψηλές ποσότητες υπεριώδους φωτός. Εάν αποδειχθεί πως ο γαλαξίας HD1 φιλοξενεί άστρα Πληθυσμού III, θα είναι η πρώτη φορά που έχουν παρατηρηθεί άστρα αυτού του τύπου.
