UDFj-39546284 (navnet optræder i nogle kilder med mindre varianter) er en kandidat til en meget fjern, kompakt stjerne‑/galaksestruktur, der blev rapporteret i data fra Hubble-rumteleskopets dybe infrarøde billeder. Den blev først fremhævet i forbindelse med Hubble Ultra-Deep Field (HUDF)‑undersøgelser og anvendelse af dybe infrarød billeddata og supplerende Spitzer-målinger. I december 2012 blev dens fotometriske rødforskydning anslået til z ≈ 11,9 ved hjælp af Hubble- og Spitzer-data, hvilket gjorde den til en af de mest fjerntliggende galakse‑kandidater på det tidspunkt.

Observation og opdagelse

Objektet blev fundet i dybe, nærinfrarøde billeder fra Hubble (HUDF) ved hjælp af metoder, der søger efter såkaldte Lyman‑break "dropout" kilder — objekter usynlige i synligt lys men synlige i længere bølgelængder, fordi lyset er rødforskudt af universets udvidelse. Supplerende Spitzer-data blev brugt til at måle dens lys i længere bølgelængder og forbedre fotometriske rødforskydningsestimatet.

Rødforskydning, lookback‑tid og alder

En fotometrisk rødforskydning på z ≈ 11,9 svarer til at vi ser objektet, som det var for ca. 13,42 milliarder år siden — det vil sige omtrent 380 millioner år efter Big Bang (universets alder anslås til ~13,8 milliarder år). Det betyder, at vi i praksis ser en kompakt samling af unge, blå stjerner i en meget tidlig fase af galaksedannelsen.

Bekræftelse og usikkerheder

Det er vigtigt at understrege, at UDFj-39546284 ikke er blevet bekræftet spektroskopisk. Den angivne rødforskydning er baseret på fotometri (farvemålinger i flere filtre), hvilket kan give pålidelige kandidater, men også efterlade mulighed for alternative fortolkninger. Mulige usikkerheder inkluderer:

  • at kilden kan være en lavere-rødforskydnings interloper med stærke emissionslinjer, som efterligner farven af en meget fjern kilde,
  • at signalet kan være påvirket af støj eller databehandlings-effekter i meget dybe billeder,
  • eller at kilden er et forbigående fænomen (transient) snarere end en almindelig galakse.

På samme måde som for andre tidlige kandidater (fx UDFy-38135539 er), kræver endelig fastsættelse af afstand og natur spektroskopisk måling af identiske linjer, fx Lyman-α eller andre karakteristiske emissionslinjer.

Videnskabelig betydning

Hvis fotometrien tolkes korrekt, giver UDFj-39546284 indsigt i galaksedannelse i de første få hundrede millioner år efter Big Bang — en periode tæt på den såkaldte slutning af den kosmiske "mørke tid" og under genioniserings-epoken. Studier af sådanne objekter hjælper med at:

  • forstå hvor hurtigt stjerner og galakser kunne dannes i tidlige univers,
  • afgrænse modeller for tidlig stjernedannelse og metalforurening,
  • og vurdere bidraget fra tidlige galakser til den kosmiske genionisering.

Fremtidige undersøgelser

Mens Hubble og Spitzer gjorde det muligt at identificere kandidater som denne, er endelig bekræftelse afhængig af følsom spektroskopi i det nær‑ og melleminfrarøde. James Webb-rumteleskopet (JWST), som er optimeret til sådanne undersøgelser, blev lanceret i december 2021 og kan med sin høje følsomhed og spektroskopiske kapacitet afgøre, om kilder som UDFj-39546284 virkelig ligger i det tidlige univers eller er lavere‑rødforskydnings interlopers.

Bemærk, at den egentlige stjernekilde, hvis den lå i z ≈ 11,9, ikke længere eksisterer uændret i dag — vi ser kun det lys, som blev udsendt for milliarder af år siden. Fortsat opfølgning med kraftigere instrumenter og dybere feltundersøgelser er nødvendig for at gøre kandidatens status entydig.