eso1815ru — Научный релиз

На ALMA и VLT наблюдалось звездообразование, происходившее спустя всего 250 миллионов лет после Большого Взрыва

16 мая 2018 г., St.-Petersburg

16 мая 2018 г.
По данным наблюдений на телескопах ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) и VLT (ESO Very Large Telescope), астрономы установили, что звездообразование в очень удаленной галактике MACS1149-JD1 началось на неожиданно ранней стадии, спустя всего 250 миллионов лет после Большого Взрыва. Эти наблюдения дают самое раннее по шкале возраста Вселенной обнаружение кислорода, а наблюдавшаяся галактика оказалась самой далекой из всех, когда-либо зарегистрированных на ALMA и VLT. Работа публикуется в журнале Nature 17 мая 2018 г.

Международная группа астрономов наблюдала на телескопе ALMA удаленную галактику MACS1149-JD1 и обнаружила очень слабое свечение ионизованного кислорода. Вследствие расширения Вселенной длина волны этого изначально инфракрасного излучения за время его путешествия в пространстве увеличилась более, чем в десять раз. По красному смещению ученые заключили, что принятый сигнал был испущен 13.3 миллиардов лет назад, или спустя всего 500 миллионов лет после Большого Взрыва. Это наибольшее расстояние, на котором когда-либо регистрировался кислород [1], и его присутствие показывает, что в этой галактике должны существовать и более ранние поколения звезд.

“Я был потрясен, когда мы получили на ALMA сигнал в линии кислорода с такого расстояния”,-- говорит Такуя Хашимото (Takuya Hashimoto), ведущий автор новой статьи, сотрудник унверситета Саньо в Осаке (Osaka Sangyo University) и Национальной астрономической обсерватории ЯпонииЭто открытие раздвигает границы наблюдаемой Вселенной”.

Вдобавок к излучению кислорода, зарегистрированному на ALMA, более слабая водородная эмиссия была замечена на Очень Большом Телескопе ESO (VLT). Расстояние до галактики, определенное по этим наблюдениям, согласуется с тем, которое было получено по линии кислорода. Таким образом, MACS1149-JD1 оказывается самой далекой галактикой с надежно определенным расстоянием, и вообще самой далекой галактикой, когда-либо наблюдавшейся на ALMA или VLT.

“Мы видим эту галактику в эпоху, когда Вселенной было всего 500 миллионов лет – и оказывается, что в это время она уже была населена зрелыми звездами”, -- объясняет Николя Лапорт (Nicolas Laporte), исследователь из UCL – Университетского Колледжа в Лондоне (University College London, UK), второй автор статьи. “Поэтому мы можем использовать эту галактику для зондирования более раннего, полностью неизвестного периода космической истории”.

В течение некоторого времени после Большого Взрыва во Вселенной не было кислорода: он появился в результате процессов синтеза в недрах первых звезд, и потом, когда они умирали, рассеивался в пространстве. Регистрация кислорода в MACS1149-JD1 показывает, что всего через 500 миллионов лет после начала Вселенной эти ранние поколения звезд уже сформировались и успели произвести достаточно много кислорода.

Но когда же происходило образование этих ранних звезд? Чтобы выяснить это, иследователи реконструировали раннюю историю MACS1149-JD1 по инфракрасным данным, полученным с Космическим Телескопом Хаббла NASA/ESA и Космическим Телескопом Спитцера NASA. Они обнаружили, что наблюдаемую яркость галактики хорошо объясняет модель, в соответствии с которой начало звездообразования относится к эпохе спустя всего 250 миллионов лет после начала Вселенной [2].

Зрелый возраст звезд в MACS1149-JD1 вызывает вопрос: когда из полной тьмы возникли первые галактики? Астрономы придумали для этой эпохи романтическое название “космический рассвет”. Установив возраст MACS1149-JD1, группа сумела убедительно продемонстрировать, что галактики существовали задолго до той эпохи, на которой мы способны сейчас их регистрировать.

Ричард Эллис (Richard Ellis), старший астроном UCL и соавтор статьи, заключает: “Определение времени «космического рассвета» -- «Святой Грааль» космологии и теории образования галактик. Новые наблюдения MACS1149-JD1 приближают нас к прямым наблюдениям образования первых звезд! И, так как мы и сами состоим из преобразованного звездного вещества, это по сути значит, что мы приближаемся к разгадке нашего собственного происхождения”.

Примечания

[1] На телескопе ALMA несколько раз устанавливался рекорд регистрации самых далеких источников излучения в линиях кислорода. В 2016 Акио Иноуэ (Akio Inoue) из Университета Саньо в Осаке и его коллеги наблюдали на ALMA эмиссию кислорода, испущенную 13.1 миллиардов лет назад. Через несколько месяцев после этого Николя Лапорт из Университетского Колледжа в Лондоне зарегистрировал на ALMA линии кислорода на расстоянии, соответствующем эпохе 13.2 миллиарда лет назад. Теперь эти два коллектива ученых объединили усилия и установили новый рекорд расстояния на красном смещении 9.1.

[2] Это соответствует красному смещению около 15.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “The onset of star formation 250 million years after the Big Bang”, T. Hashimoto и др., которая публикуется в журнале Nature 17 мая 2018 г.

Состав исследовательской группы: Takuya Hashimoto (Osaka Sangyo University/Nional Astronomical Observatory of Japan, Japan), Nicolas Laporte (University College London, United Kingdom), Ken Mawatari (Osaka Sangyo University, Japan), Richard S. Ellis (University College London, United Kingdom), Akio. K. Inoue (Osaka Sangyo University, Japan), Erik Zackrisson (Uppsala University, Sweden), Guido Roberts-Borsani (University College London, United Kingdom), Wei Zheng (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, United States), Yoichi Tamura (Nagoya University, Japan), Franz E. Bauer (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile), Thomas Fletcher (University College London, United Kingdom), Yuichi Harikane (The University of Tokyo, Japan), Bunyo Hatsukade (The University of Tokyo, Japan), Natsuki H. Hayatsu (The University of Tokyo, Japan; ESO, Garching, Germany), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI, Japan), Hiroshi Matsuo (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI, Japan, Sapporo, Japan), Takashi Okamoto (Hokkaido University, Sapporo, Japan), Masami Ouchi (The University of Tokyo, Japan), Roser Pelló (Université de Toulouse, France), Claes-Erik Rydberg (Universität Heidelberg, Germany), Ikkoh Shimizu (Osaka University, Japan), Yoshiaki Taniguchi (The Open University of Japan, Chiba, Japan), Hideki Umehata (The University of Tokyo, Japan) и Naoki Yoshida (The University of Tokyo, Japan).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 15 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +79112122130
Сотовый: +79112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Nicolas Laporte
University College London
London, United Kingdom
Телефон: +44 7452 807 591
Email: n.laporte@ucl.ac.uk

Richard Ellis
University College London
London, United Kingdom
Телефон: +44 7885 403 334
Email: richard.ellis@ucl.ac.uk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1815.

О релизе

Релиз №:eso1815ru
Название:MACS1149-JD1
Тип:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Science data:2018Natur.557..392H

Изображения

Изображение MACS J1149.5+2223, полученное с телескопами Hubble и ALMA
Изображение MACS J1149.5+2223, полученное с телескопами Hubble и ALMA
Скопление галактик MACS j1149.5+223
Скопление галактик MACS j1149.5+223
Наблюдения удаленной галактики MACS 1149-JD1 на ALMA
Наблюдения удаленной галактики MACS 1149-JD1 на ALMA

Видео

ESOcast 161 Light: В далекой галактике обнаружено очень раннее звездообразование (4K UHD)
ESOcast 161 Light: В далекой галактике обнаружено очень раннее звездообразование (4K UHD)
«Полет» к далекой галактике MACS1149 и дальше
«Полет» к далекой галактике MACS1149 и дальше
Компьютерное моделирование звездообразования в MACS1149-JD1
Компьютерное моделирование звездообразования в MACS1149-JD1
«Полет» к далекой галактике MACS 1149-JD1
«Полет» к далекой галактике MACS 1149-JD1

Также смотрите наши