Šis straipsnis yra svečių Hovos, kuri šiuo metu tiria žvaigždes Paukščių Take per vienerių metų Fulbrighto stipendiją Makso Plancko astronomijos institute (MPIA) Heidelberge, Vokietijoje, įrašas.
Pieno kelyje kasmet gimsta vidutiniškai septynios naujos žvaigždės. Tolimojoje galaktikoje GN20 kasmet gimsta stebėtinai vidutiniškai 1850 naujų žvaigždžių. „Kaip, - jūs galite paklausti, pasipiktinęs mūsų galaktikos namų vardu, - ar„ GN20 “sugeba 1850 naujų žvaigždžių per tą laiką, kurio reikia Pieno keliui nuplėšti?“
Atsakydami į tai, idealiu atveju išsamiai pažvelgtume į žvaigždžių darželius GN20 ir išsamų žvilgsnį į žvaigždžių darželius Paukščių Take ir pamatytume, kas daro buvusįjį daug produktyvesnį už antrąjį.
Tačiau „GN20“ yra per toli, kad galėtumėte detaliai atrodyti.
Ši galaktika yra tokia tolima, kad jos teleskopams pasiekti prireikė dvylikos milijardų metų. Pažymėtina, kad pati Žemė yra tik 4,5 milijardo metų, o manoma, kad pati Visata yra maždaug 14 milijardų metų. Kadangi šviesai keliauti reikia laiko, žvalgymasis iš kosmoso reiškia, kad reikia žiūrėti atgal per laiką, todėl GN20 yra ne tik tolima, bet ir labai senovinė galaktika. Ir dar visai neseniai astronomų vizija apie šias tolimas, senovės galaktikas buvo neryški.
Apsvarstykite, kas nutinka bandant įkelti vaizdo įrašą su lėtu interneto ryšiu arba atsisiunčiant mažos skiriamosios gebos paveikslėlį ir jį ištempiant. Vaizdas pavaizduotas taškais. Tai, kas kadaise buvo žmogaus veidas, tampa keliais kvadratais: pora rudų kvadratų plaukams, pora rausvų kvadratų veidui. Dėl žemos raiškos vaizdo neįmanoma pamatyti detalių: akių, nosies, veido išraiškos.
Veidas turi daugybę detalių, o galaktika turi daugybę įvairių žvaigždžių darželių. Tačiau prasta skiriamoji geba vien dėl to, kad senovės galaktikos, tokios kaip GN20, nuo mūsų teleskopų yra atskirtos dideliais kosminiais atstumais, privertė astronomus sulieti visą šią turtingą informaciją į vieną tašką.
Čia visiškai kitokia situacija yra „Pieno kelio“ namuose. Astronomai sugebėjo įsigilinti į žvaigždžių darželius ir stebėjo žvaigždžių gimimą nuostabiai. 2006 m. Hablo kosminis teleskopas užfiksavo šį precedento neturintį detalų žvaigždžių gimimo veiksmą Oriono ūko centre, viename iš garsiausių Paukščių Tako žvaigždžių darželių.
Šiame paveikslėlyje yra daugiau nei 3000 žvaigždžių: švytintys taškai yra naujagimio žvaigždės, neseniai iškilusios iš jų kokonų. Žvaigždžių kokonai yra pagaminti iš dujų: tūkstančiai šių dujinių kokonų sėda į didžiulius kosminius daigynus, kuriuose gausu dujų ir dulkių. Centrinis to Hablo paveikslo regionas, apgaubtas to, kas atrodo kaip burbulas, yra toks aiškus ir ryškus, nes masyvios žvaigždės viduje išpūtė dulkes ir dujas, iš kurių buvo suklastotos. Dideli žvaigždžių darželiai yra išsibarstę visame Pieno take, o astronomai labai sėkmingai juos atrakino, kad suprastų, kaip sudaromos žvaigždės.
Stebint darželius tiek namuose, tiek santykinai arti esančiose galaktikose, astronomai galėjo padaryti didžiulį šuolį, kad suprastų žvaigždžių gimimą apskritai: ir kas ypač daro vieną darželį ar vieną žvaigždės formavimo regioną „geresnį“ žvaigždžių kūrimo, nei kito atžvilgiu. Atrodo, atsakymas bus toks: kiek dujų yra tam tikrame regione. Daugiau dujų, spartesnis žvaigždžių gimimas. Šis santykis tarp dujų tankio ir žvaigždžių gimimo greičio yra vadinamas Kennicutt-Schmidt įstatymu. 1959 m. Olandų astronomas Maartenas Schmidtas iškėlė klausimą, kaip tiksliai didėjantis dujų tankis daro įtaką žvaigždžių gimimui, ir po keturiasdešimties metų, norėdamas atsakyti, jo amerikiečių kolega Robertas Kennicutt, naudodamas 97 galaktikų duomenis, iliustravo, kaip moksliniai dialogai gali trukti dešimtmečius. .
Kennicutt-Schmidt dėsnio supratimas yra labai svarbus nustatant, kaip formuojasi žvaigždės ir net kaip galaktikos vystosi. Pagrindinis klausimas yra, ar yra viena taisyklė, kuri valdo visas galaktikas, ar viena taisyklė valdo mūsų galaktikos kaimynystę, o kita taisyklė - tolimas galaktikas. Visų pirma, atrodo, kad tolimų galaktikų šeimoje, vadinamoje „žvaigždžių žvaigždžių galaktikomis“, yra ypač produktyvūs daigynai. Išskirti šias tolimas, labai efektyvias žvaigždžių gamyklas reikštų, kad galaktikos yra zonduojamos tokios, kokios jos buvo anksčiau, prie Visatos pradžios.
Įveskite GN20. GN20 yra viena ryškiausių ir produktyviausių šių žvaigždžių žvaigždžių galaktikų. Anksčiau astronomų vaizduote pažymėtas taškas, GN20 tapo technologinių galimybių virsmo pavyzdžiu.
2014 m. Gruodžio mėn. Tarptautinė astronomų komanda, vadovaujama dr. Jacqueline Hodge iš Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos JAV ir kurią sudarė astronomai iš Vokietijos, Jungtinės Karalystės, Prancūzijos ir Austrijos, sugebėjo sukurti precedento neturintį detalų vaizdą. žvaigždžių daigynai GN20. Jų rezultatai buvo paskelbti anksčiau šiais metais.
Svarbiausia yra technika, vadinama interferometrija: stebint vieną objektą su daugybe teleskopų ir sujungiant informaciją iš visų teleskopų, kad būtų sukurtas vienas išsamus vaizdas. Dr Hodge'o komanda naudojo pačius moderniausius interferometrus pasaulyje: Karlo G. Jansky labai didelį masyvą (VLA) Naujojo Meksiko dykumoje ir Plateau de Bure interferometrą (PdBI) 2550 metrų (8370 pėdų) aukštyje virš jūros lygio. lygis Prancūzijos Alpėse.
Turėdami šių interferometrų ir Hablo kosminio teleskopo duomenis, jie pavertė tai, kas anksčiau buvo vienas taškas, į šį sudėtinį vaizdą:
Tai klaidingas spalvų vaizdas, ir kiekviena spalva žymi skirtingą galaktikos komponentą. Mėlyna yra ultravioletinė šviesa, užfiksuota Hablo kosminiu teleskopu. Žalia yra šaltos molekulinės dujos, kurias vaizduoja VLA. O raudonos yra šiltos dulkės, kurias kaitina žvaigždės formavimasis, kurį ji uždengia, aptinkama PdBI.
Vieno pikselio išskaidymas į daugelį leido komandai nustatyti, kad žvaigždžių žvaigždėms kylančios galaktikos, tokios kaip GN20, darželiai iš esmės skiriasi nuo „normalios“ galaktikos, tokios kaip Paukščių Takas, darželių. Atsižvelgiant į tą patį dujų kiekį, GN20 gali sudegti žvaigždėmis daugiau žvaigždžių nei Paukščių Takas. Tai nebūtinai turi tik daugiau žaliavų: jis yra efektyvesnis, norint iš jo išgauti žvaigždes.
Šiuo metu toks tyrimas būdingas tik kraštutiniam GN20 atveju. Tačiau tai bus labiau būdinga naujos kartos interferometrams, tokiems kaip „Atacama Large Millimeter / submillimeter Array“ (ALMA).
Įsikūręs 5000 metrų (16000 pėdų) aukštyje Čilės Anduose, ALMA yra pasirengęs pakeisti astronomų supratimą apie žvaigždžių gimimą. Šiuolaikiniai teleskopai suteikia astronomams galimybę atlikti tokį išsamų mokslą, susijusį su tolimomis galaktikomis - senovės galaktikomis iš ankstyvosios visatos -, kadaise manyta, kad tai įmanoma tik mūsų vietinėms kaimynystėms. Tai labai svarbu siekiant mokslinių visuotinių fizinių dėsnių, nes astronomai gali išbandyti savo teorijas už mūsų kaimynystės ribų, erdvėje ir atgal per laiką.
