Grupė naujai atrastų galaktikų, naudojant Lymano lūžio metodą. Vaizdo kreditas: Astronomija ir astrofizika. Spustelėkite norėdami padidinti
Tarptautinė astronomų komanda atliko vieną iš išsamiausių tolimiausių galaktikų tyrimų. Šios galaktikos yra taip toli, mes matome jas taip, kaip atrodė, kai Visata buvo mažesnė nei pusė jos dabartinio amžiaus. Vienas didžiausių šios apklausos netikėtumų; tačiau tai, kiek šios jaunos galaktikos atitinka struktūras, kurias matome dabartinėje Visatoje. Tai reiškia, kad galaktikos greičiausiai išsivystė susidūrimų ir susijungimų metu daug anksčiau, nei manyta anksčiau.
Deniso Burgarella vadovaujama astronomų iš Prancūzijos, JAV, Japonijos ir Korėjos komanda neseniai atrado naujas galaktikas ankstyvojoje visatoje. Pirmą kartą jie buvo aptikti tiek artimojo ultravioletinio spindulio, tiek tolimųjų infraraudonųjų spindulių bangos ilgiuose. Apie jų atradimus bus pranešta kitame Astronomijos ir astrofizikos numeryje. Šis atradimas yra naujas žingsnis siekiant suprasti galaktikų evoliuciją.
Neseniai astronomas Denis Burgarella („Aventrinio stebėjimo laboratorija“ (Marselio Provanso laboratorija, Marselio laboratorija) esant artimajam UV spinduliui ir tolimosios infraraudonosios spinduliuotės bangų ilgiui. Šis atradimas lemia pirmą išsamų ankstyvųjų galaktikų ištyrimą. Apie atradimą bus pranešta kitame Astronomijos ir astrofizikos leidinyje.
Ankstyvųjų galaktikų žinios per pastaruosius dešimt metų padarė didelę pažangą. Nuo 1995 m. Pabaigos astronomai naudoja naują metodą, vadinamą „Lymano lūžio technika“. Ši technika leidžia aptikti labai tolimas galaktikas. Jie matomi tokie, kokie buvo, kai Visata buvo daug jaunesnė, taigi buvo galima sužinoti, kaip galaktikos formavosi ir vystėsi. Lymano lūžio technika tolimesnių galaktikų tyrimų ribas perkelia į raudoną poslinkį z = 6-7 (tai yra maždaug 5% dabartinio Visatos amžiaus). Astronomijoje raudonasis poslinkis žymi šviesos bangos poslinkį nuo galaktikos, tolstančios nuo Žemės. Šviesos banga pasislenka link ilgesnių bangų ilgių, tai yra, link raudonojo spektro galo. Kuo didesnis galaktikos raudonasis poslinkis, tuo toliau jis yra iš mūsų.
Lymano lūžio metodas pagrįstas būdingu tolimųjų galaktikų „išnykimu“, stebimais tolimųjų UV bangų ilgiais. Kadangi šviesa iš tolimos galaktikos beveik visiškai absorbuojama vandeniliu, esant 0,912 nm (dėl vandenilio absorbcijos linijų, kurias atrado fizikas Theodoras Lymanas), galaktika „išnyksta“ tolimajame ultravioletinių spindulių filtre. 2 paveiksle pavaizduotas dingimas? galaktikos tolimame UV spindulių filtre. Lymano netolygumas teoriškai turėtų įvykti esant 0,912 nm. Trumpesnių bangų ilgio fotonus sugeria vandenilis aplink žvaigždes arba stebimose galaktikose. Aukšto raudonojo poslinkio galaktikose Lymano netolygumas yra paslinktas taip, kad įvyktų ilgesnio bangos ilgio ir būtų stebimas iš Žemės. Remdamiesi antžeminiais stebėjimais, astronomai šiuo metu gali aptikti galaktikas, kurių raudonojo poslinkio diapazonas yra nuo z ~ 3 iki z ~ 6. Tačiau aptikus vis dar labai sunku gauti papildomos informacijos apie šias galaktikas, nes jos yra labai silpnos.
Pirmą kartą Denisas Burgarella ir jo komanda sugebėjo aptikti ne tokias tolimas galaktikas, naudodamiesi „Lyman-break“ technika. Komanda rinko duomenis iš įvairių šaltinių: UV duomenis iš NASA GALEX palydovo, infraraudonųjų spindulių duomenis iš palydovo SPITZER ir duomenis ESO teleskopų matomame diapazone. Iš šių duomenų jie išrinko apie 300 galaktikų, matančių tolimąjį UV spindulį. Šių galaktikų raudonojo poslinkio intervalas yra nuo 0,9 iki 1,3, tai yra, jos stebimos tuo metu, kai Visata turėjo mažiau nei pusę savo dabartinio amžiaus. Tai yra pirmas kartas, kai didelis lymanų lūžio galaktikų pavyzdys aptinkamas ties z ~ 1. Kadangi šios galaktikos yra mažiau nutolusios nuo iki šiol stebėtų pavyzdžių, jos taip pat yra ryškesnės ir lengviau tiriamos visais bangos ilgiais, todėl galima atlikti giluminę analizę nuo UV iki infraraudonųjų spindulių.
Ankstesni tolimų galaktikų stebėjimai leido atrasti dvi galaktikų klases, iš kurių viena apima galaktikas, skleidžiančias šviesą artimame UV spinduliuose ir matomų bangų ilgių diapazonuose. Kito tipo galaktika skleidžia šviesą infraraudonųjų spindulių (IR) ir submilimetrų diapazonuose. UV galaktikos nebuvo stebimos infraraudonųjų spindulių diapazone, o IR galaktikos nebuvo stebimos UV spinduliuose. Taigi buvo sunku paaiškinti, kaip tokios galaktikos gali išsivystyti į šių dienų galaktikas, skleidžiančias šviesą visais bangų ilgiais. Savo darbu Denis Burgarella ir jo kolegos žengė žingsnį link šios problemos sprendimo. Stebėdami savo naują z ~ 1 galaktikų pavyzdį, jie nustatė, kad apie 40% šių galaktikų taip pat skleidžia šviesą infraraudonųjų spindulių diapazone. Tai yra pirmas kartas, kai didelis skaičius tolimų galaktikų buvo pastebėtas tiek UV, tiek IR bangų ilgio diapazonuose, įtraukiant abiejų pagrindinių tipų savybes.
Remdamiesi šio pavyzdžio stebėjimais, komanda taip pat padarė išvadą apie įvairią informaciją apie šias galaktikas. Derinant UV ir infraraudonuosius spindulius, galima pirmą kartą nustatyti žvaigždžių susidarymo greitį tose tolimose galaktikose. Žvaigždės ten susiformuoja labai aktyviai, nuo kelių šimtų iki vieno tūkstančio žvaigždžių per metus (mūsų galaktikoje kiekvienais metais formuojasi tik kelios žvaigždės). Komanda taip pat ištyrė jų morfologiją ir parodė, kad dauguma jų yra spiralinės galaktikos. Iki šiol buvo manoma, kad tolimosios galaktikos yra daugiausia sąveikaujančios galaktikos, turinčios netaisyklingas ir sudėtingas formas. Denisas Burgarella ir jo kolegos dabar parodė, kad jų imtyje esančios galaktikos, matomos tada, kai Visata turėjo apie 40% dabartinio amžiaus, turi taisyklingų formų formas, panašias į šių dienų galaktikas, kaip mūsų. Jie suteikia naują elementą mūsų supratimui apie galaktikų evoliuciją.
Originalus šaltinis: Astronomijos ir astrofizikos žinių laida
