eso1130ru — Научный релиз

Гигантский блоб подсвечивается изнутри

VLT обнаружил в ранней Вселенной водородное облако с центральным источником энергии

17 августа 2011 г.

Наблюдения с телескопом VLT ESO пролили свет на природу источника энергии редкого объекта – огромного облака светящегося газа, принадлежащего ранней Вселенной. Наблюдения впервые свидетельствуют, что этот гигантский “Лайман-альфа блоб” — один из самых крупных из известных объектов во Вселенной — должен питаться энергией галактик, находящихся внутри него. Этот результат появился в выпуске «Nature» от 18 августа.

Группа астрономов использовала VLT ESO для исследования необычного объекта, называемого «Лайман-альфа блобом» [1]. Эти редко встречающиеся образования гигантских размеров и очень высокой светимости обычно наблюдаются в областях концентрации вещества ранней Вселенной. Группа исследователей обнаружила, что свет, приходящий от одного из таких блобов, поляризован [2]. В повседневной жизни поляризованный свет применяется, например, для создания эффекта трехмерности в кино [3]. Поляризация излучения Лайман-альфа блоба обнаружена впервые, и эти наблюдения помогли раскрыть секрет его свечения.

“Мы впервые показали, что свечение этого загадочного объекта представляет собой рассеянное излучение ярких галактик, скрытых внутри него, а не излучение газа, из которого состоит само облако”, – объясняет Мэтью Хейес (Matthew Hayes) из Тулузского Университета, Франция, основной автор статьи.

Лайман-альфа блобы являются крупнейшими объектами Вселенной. Эти гигантские облака газообразного водорода могут достигать размеров в несколько сотен тысяч световых лет (в несколько раз больше, чем размер Млечного Пути), и излучать столько же энергии, как ярчайшие галактики. Они обычно удалены на большие расстояния, так что мы наблюдаем их такими, какими они были, когда Вселенной было всего несколько миллиардов лет. Поэтому они важны для понимания того, как образовались и эволюционировали галактики, когда Вселенная была моложе. Однако, как источник энергии, вызывающей такую высокую светимость, так и сама природа блобов до сих пор оставались неясной.

Группа исследовала один из первых и самых ярких из обнаруженных блобов, LAB-1, открытый в 2000 г. Он находится так далеко, что свет от него идет к нам около 11.5 миллиардов лет (красное смещение 3.1). При диаметре около 300 000 световых лет он также является одним из крупнейших из известных объектов такого типа; внутри него содержится несколько первичных галактик, в том числе одна активная [4].

Существует несколько альтернативных теорий, объясняющих свойства Лайман-альфа блобов. В соответствии с одной из них они светятся из-за того, что холодный газ втягивается внутрь блоба его могучим гравитационным притяжением и вследствие этого нагревается. Другое объяснение заключается в том, что внутри блоба находятся очень яркие объекты: галактики, в которых идет бурное звездообразование, или которые содержат крайне «прожорливые» черные дыры, поглощающие окружающее их вещество. Новые наблюдения свидетельствуют в пользу того, что именно находящиеся внутри галактики, а не вовлекаемый внутрь блоба газ, являются источником энергии свечения LAB-1.

Группа провела тестирование двух описанных механизмов излучения, измеряя поляризацию света от блоба. Исследуя поляризацию излучения, астрономы могут получить информацию о физических процессах, при которых это излучение образуется, или о том, что с ним происходит на пути между местом его происхождения и Землей. Излучение поляризуется, когда оно отражается или рассеивается, и этот тонкий эффект может быть зарегистрирован очень чувствительным приемником. Огромное расстояние, на котором находится Лайман-альфа блоб, делает измерение поляризации его излучения очень трудной задачей.

“Эти наблюдения были бы невозможны без VLT и его приемника FORS. Нам были совершенно необходимы две вещи: телескоп с диаметром зеркала по крайней мере 8 метров, чтобы собрать достаточно света, и камера, способная измерять поляризацию света. Немногие обсерватории в мире могут предложить такое сочетание”, – добавляет Клаудиа Скарлата (Claudia Scarlata) из Университета Митннесоты, США, соавтор статьи.

Наблюдая свой объект с VLT около 15 часов, группа обнаружила, что свет от  Лайман-альфа блоба LAB-1 поляризован в кольцевой области вокруг центра облака, и что в самом центре поляризация отсутствует. Такой эффект почти невозможно воспроизвести, если свет просто излучается газом, двигающимся внутрь блоба под действием притяжения, но именно такой поляризации следует ожидать, если свет первоначально приходит от галактик, погруженных в центральную область облака, а затем рассеивается газом.

Астрономы сейчас планируют изучить другие такие объекты, чтобы посмотреть, подтвердятся ли результаты, полученные для LAB-1, с другими блобами.

Примечания

[1] Это название связано с тем, что блобы излучают в определенной длине волны, известной как “Лайман-альфа”, что происходит, когда электроны атомов водорода переходят со второго на первый, самый низкий энергетический уровень.

[2] Когда световые волны поляризованы, их электрические и магнитные компоненты имеют особую ориентацию. В неполяризованном свете ориентация электрического и магнитного полей случайна и не имеет выделенного направления.

[3] Эффект трехмерного зрения основан на том, что левый и правый глаз видят немного различающиеся изображения. На этом основано создание трехмерного изображения в некоторых стереофильмах: отдельные изображения в поляризованном по-разному свете попадают в левый и правый глаз зрителя благодаря поляризационным фильтрам в специальных очках.

[4] Активные галактики – галактики, в ядрах которых предположительно находится мощный источник энергии в виде огромной черной дыры. Высокая светимость такой галактики объясняется разогревом вещества, падающего с большой скоростью на черную дыру под действием ее гравитации.

Узнать больше

Данное исследование представлено в статье Хейеса и др. “Источник энергии в центре крупнейшей  Лайман-альфа туманности обнаружен по поляризации излучения”, которая появилась в выпуске журнала «Природа»(«Nature») от 18 августа 2011.

В состав группы входят Мэтью Хейес (Matthew Hayes, University of Toulouse, France and Observatory of Geneva, Switzerland), Клаудиа Скарлата (Claudia Scarlata, University of Minnesota, USA) и Брайан Сиана (Brian Siana, University of California, Riverside, USA).

ESO, Европейская Южная Обсерватория – ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и наиболее продуктивная астрономическая обсерватория в мире. Ее деятельность поддерживается усилиями ученых 15 стран: Австрии, Бельгии, Бразилии, Чешской республики, Дании, Франции, Финляндии, Германии, Италии, Нидерландов, Португалии, Испании, Швеции, Швейцарии и Соединенного Королевства. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в инициировании и организации международного сотрудничества в астрономических исследованиях. ESO ведет работу в трех уникальных наблюдательных пунктах в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. На горе Параналь, в самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимом свете, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), и два обзорных телескопа. Телескоп VISTA работает в инфракрасной области и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба; обзорный телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимой области спектра. ESO – европейский партнер в революционном проекте телескопа ALMA, величайшего из существующих астрономических инструментов. Сейчас ESO планирует строительство 40-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазона (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, E-ELT), который станет “самым большим в мире глазом, глядящим в небо”.

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: eson-russia@eso.org

Dr Matthew Hayes
Institute of Research into Astrophysics and Planetology
University of Toulouse, Toulouse, France
Телефон: +33 5 61 33 28 60
Сотовый: +33 7 77 36 10 70
Email: matthew.hayes@ast.obs-mip.fr

Dr Claudia Scarlata
Institute for Astrophysics, School of Physics and Astronomy
University of Minnesota, Minneapolis, USA
Телефон: +1 612 626 1811
Email: scarlata@astro.umn.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Email: rhook@eso.org

Перевод пресс-релиза ESO eso1130.

О релизе

Релиз №:eso1130ru
Название:LAB-1
Тип:• Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure
Facility:Very Large Telescope
Science data:2011Natur.476..304H

Изображения

Giant space blob glows from within
Giant space blob glows from within
только на английском
Closing in on a giant space blob
Closing in on a giant space blob
только на английском
Wide-field view of the sky around a giant space blob
Wide-field view of the sky around a giant space blob
только на английском

Видео

Zooming in on a giant space blob
Zooming in on a giant space blob
только на английском

Также смотрите наши