Pirmą kartą astronomai sugebėjo sujungti giliausius visatos optinius vaizdus, gautus Hablo kosminiu teleskopu, su vienodai ryškiais vaizdais artimojoje ir infraraudonojoje spektro dalyje, naudojant modernią lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistemą, skirtą adaptyviajai optikai. WM Keck observatorijoje Havajuose. Nauji stebėjimai, pristatyti Amerikos astronomijos draugijos (AAS) susitikime šią savaitę San Diege, atskleidžia precedento neturinčias detales apie susidūrusias galaktikas su didžiulėmis juodosiomis skylutėmis jų branduoliuose, matytas maždaug 5 milijardų šviesmečių atstumu, kai Visata buvo šiek tiek daugiau nei pusė dabartinio amžiaus.
Stebint tolimas galaktikas infraraudonųjų spindulių diapazone, išryškėja senesnės žvaigždžių populiacijos, nei galima pastebėti optinių bangų ilgiuose, o infraraudonųjų spindulių šviesa taip pat prasiskverbia į tarpžvaigždinių dulkių debesis lengviau nei optinė šviesa. Naujuosius tolimų galaktikų infraraudonųjų spindulių vaizdus gavo tyrėjų komanda iš Kalifornijos universiteto, Santa Kruso, UCLA ir W. Kecko observatorijos. Jasonas Melbourne'as, „UC Santa Cruz“ magistrantas ir pagrindinis tyrimo autorius, teigė, kad pirminėse išvadose yra keletas netikėtumų ir kad tyrėjai toliau analizuos duomenis ateinančiomis savaitėmis.
„Mes niekada anksčiau nesugebėjome pasiekti tokio erdvinės skiriamosios gebos lygio infraraudonųjų spindulių srityje“, - sakė Melburnas.
Be Melburno, tyrimų komandą, kuriai vadovauja Davidas Koo iš UCSC ir Jamesas Larkinas iš UCLA, sudaro Jennifer Lotz, Claire Max ir Jerry Nelsonas UCSC; Shelley Wright ir Matthew Barczys UCLA; ir Antoninas H. Bouchezas, Jasonas Chinas, Scottas Hartmanas, Erikas Johanssonas, Robertas Lafonas, Davidas Le Mignantas, Paulius J. Stomskis, Douglasas Summersas, Marcosas A. van Damas ir Peteris L. Wizinowichas Kecko observatorijoje.
„Pirmą kartą šiuose giliuose Visatos vaizduose galime aprėpti visus šviesos bangos ilgius nuo optinio iki infraraudonųjų spindulių tuo pačiu erdvinės skiriamosios gebos lygiu. Tai leidžia mums stebėti išsamias substruktūras tolimose galaktikose ir ištirti jų sudedamąsias žvaigždes tokiu tikslumu, kokio mes kitaip negalėtume gauti “, - teigė UCSC astronomijos ir astrofizikos profesorius Koo.
Vaizdai buvo gauti Wright ir „Keck AO“ komandos, atliekant lazerio kreipiamosios žvaigždės adaptyviosios optikos sistemos bandymą 10 metrų Keck II teleskopu. Tai yra pirmieji mokslo kokybės vaizdai iš tolimų galaktikų, gauti naudojant naująją sistemą. Tai žymi didelį žingsnį Adaptyviosios optikos iždo tyrimo centrui (CATS), kuris, naudodamas adaptyviąją optiką, stebės didelę silpnų, tolimų galaktikų imtį ankstyvojoje visatoje, sakė UCLA Larkinas.
Keletą metų labai sunkiai dirbome, rinkdami duomenis apie ryškias žvaigždes. Bet mes labai apribojome objektų, kuriuos galime stebėti, skaičių ir tipus. Dabar tik lazeriu galime pasiekti turtingiausius ir įdomiausius taikinius. “ - pasakė Larkinas.
Adaptyvioji optika (AO) koreguoja dėl neryškaus atmosferos efekto, kuris rimtai pablogina vaizdus, kuriuos mato antžeminiai teleskopai. AO sistema tiksliai išmatuoja šį suliejimą ir pataiso vaizdą naudodama deformuojamą veidrodį, taikydama pataisas šimtus kartų per sekundę. Norėdami išmatuoti susiliejimą, AO reikalingas ryškus šviesos šaltinis, esantis teleskopo matymo lauke, kurį dirbtinai galima sukurti lazeriu, kad sužadintų natrio atomus viršutinėje atmosferoje, sukeldamas jų švytėjimą. Be tokios lazerio kreipiančiosios žvaigždės, astronomai turėjo pasikliauti ryškiomis žvaigždėmis („natūraliomis orientyrų žvaigždėmis“), kurios drastiškai riboja AO panaudojimo galimybes danguje. Be to, natūralios žvaigždės yra per ryškios, kad būtų galima stebėti labai silpnas, tolimas galaktikas toje pačioje dangaus dalyje, sakė Koo.
„Lazerio kreipiančiosios žvaigždės pasirodymas Keke atvėrė dangų adaptyviosios optikos stebėjimams. Dabar mes galime naudoti Keck, kad sutelktume dėmesį į tuos laukus, kuriuose jau turime nuostabius, gilius optinius vaizdus iš Hablo kosminio teleskopo“, - teigė Koo.
Kadangi Kecko teleskopo veidrodžio skersmuo yra keturis kartus didesnis nei Hablo, jis gali gauti keturis kartus ryškesnius vaizdus nei Hablas artimiausiame infraraudonųjų spindulių spinduliuotei dabar, kai yra lazerio kreipiamosios žvaigždės adaptyvioji optikos sistema, skirta įveikti neryškų atmosferos poveikį.
Vaizdai, pristatomi AAS susitikime, buvo gauti dangaus srityje, vadinamoje „GOODS-South“ lauku, kur gilius stebėjimus jau padarė Hablas, „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija ir kiti teleskopai. Vaizduose yra šešios silpnos galaktikos, įskaitant du Chandros identifikuotus rentgeno spindulių šaltinius. Melburnas teigė, kad rentgeno spinduliuotė kartu su netvarkinga šių objektų morfologija rodo naujausią susijungimo veiklą. Susiliejimai gali išpilti didelius medžiagos kiekius į galaktikos centrą, o rentgeno spinduliuotės išmetimas iš galaktikos centro rodo, kad yra masyvi juodoji skylė, kuri aktyviai vartoja medžiagas.
„Dabar esame gana tikri, kad matome galaktikas, kurios neseniai susiliejo“, - sakė Melburnas. „Viena iš šių sistemų turi dvigubą branduolį, todėl iš tikrųjų galite pamatyti du susijungiančių galaktikų branduolius. Kita sistema yra labai netvarkinga - atrodo kaip traukinio nuolaužos - ir yra daug stipresnis rentgeno spindulių šaltinis. “
Susiliejimai ne tik apšviečia galaktikos branduolį rentgeno spinduliuote, bet ir skatina naujų žvaigždžių susidarymą šokiruodami ir suspausdami dujų debesis. Taigi tyrėjai nustebo sužinoję, kad sistemoje su dvigubu branduoliu dominuoja palyginti senos žvaigždės ir neatrodo, kad ji gamina daug jaunų žvaigždžių.
„Jei mes teisūs dėl susijungimo scenarijaus, tada šis susijungimas vyksta tarp dviejų galaktikų, kurios prieš daugelį milijardų metų jau sudarė didžiąją dalį savo žvaigždžių ir kuriose nebuvo likę daug dujų naujoms žvaigždėms sukurti“, - teigė Melburnas.
Jei papildomas tyrimas parodys, kad tokie objektai yra įprasti vėliau, šie pastebėjimai galėtų padėti paaiškinti vieną iš galaktikų susidarymo galvosūkių. Remiantis vyraujančia hierarchinės galaktikų susidarymo teorija, per milijardus metų susidaro didelės galaktikos susijungiant tarp mažesnių galaktikų. Kadangi susijungimai sukelia žvaigždžių formavimąsi, buvo sunku paaiškinti labai didelių galaktikų, kuriose trūksta reikšmingų jaunų žvaigždžių, egzistavimą.
„Viena idėja yra ta, kad jūs galite vadinamąjį sausąjį susiliejimą, kai dvi galaktikos, pilnos senų žvaigždžių, bet mažai susiliejančios, nesudaro daug naujų žvaigždžių. Tai, ką mes matome šiame objekte, atitinka sausą susijungimą “, - teigė Melburnas. "Net ir sausoje jungimosi metu vis tiek gali būti pakankamai dujų, kad būtų galima išpilti juodąją skylę ir išsklaidyti rentgeno spindulius, tačiau jų nepakanka, kad susidarytų stiprus žvaigždžių susiformavimas."
To patvirtinti gali padėti tolesni stebėjimai vidutinio ir tolimojo infraraudonųjų spindulių bangos ilgio metu, kurio šiais metais tikimasi iš Spitzerio kosminio teleskopo. „Spitzer“ duomenys leis geriau parodyti galaktikos dulkių kiekį, kuris yra pagrindinis kintamasis aiškinant šiuos stebėjimus, sakė Melburnas.
Lazerio kreipiamosios žvaigždės adaptyviosios optikos sistemą finansavo W. Kecko fondas. Dirbtinio lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistema buvo sukurta ir integruota bendradarbiaujant Lawrence Livermore nacionalinei laboratorijai ir W. Lazeris buvo integruotas Keke padedant Dee Pennington, Curtis Brown ir Pam Danforth. NIRC2 artimojo infraraudonųjų spindulių kamerą sukūrė Kalifornijos technologijos institutas, UCLA, ir Kecko observatorija. Kecko observatorija veikia kaip mokslinė partnerystė tarp „CalTech“, Kalifornijos universiteto ir Nacionalinės aeronautikos ir kosmoso administracijos.
Šį darbą rėmė Adaptyviosios optikos centras, Nacionalinio mokslo fondo mokslo ir technologijų centras, valdomas UC „Santa Cruz“.
Originalus šaltinis: „Keck“ žinių laida
