eso1143uk — Науковий реліз

Виберіть мову:

Спостереження гамма-спалахів через VLT показують несподівані складники ранніх галактик

2 листопада 2011 р.

Міжнародна наукова група астрономів скористалася короткотривалим, але яскравим світлом від далекого гамма-спалаху як зондом для дослідження складу дуже далеких галактик. Нові спостереження, зроблені з Дуже Великим Телескопом (VLT) ESO, несподівано виявили дві галактики в молодому Всесвіті, які багатші від Сонця важкими хімічними елементами. Ці дві галактики можуть бути в процесі злиття. Такі події в ранньому Всесвіті керуватимуть утворенням безлічі нових зірок та можуть бути "спусковим гачком" для гамма-спалахів

Гамма-спалахи є найяскравішими вибухами у Всесвіті [1]. Вони спершу відзначаються орбітальними обсерваторіями, котрі виявляють початковий короткий спалах гамма-променів. Після того, коли їх положення були чітко визначені, спалахи тут же вивчалися за допомогою великих наземних телескопів, котрі можуть виявити видиме світло та інфрачервоне післясвітіння, яке спалахи випромінюють протягом наступних годин і днів. Одним із таких вибухів, званий GRB 090323 [2], спочатку був помічений Космічним Гамма-телескопом Фермі (NASA). Дуже скоро після цього він був захоплений детектором рентгенівського випромінювання на супутнику Swift (NASA) та системою GROND на 2.2 м телескопі MPG/ESO в Чилі (eso1049), а після його вивчили в найдрібніших подробицях із використанням Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO на наступний день після вибуху.

Спостереження із VLT показують, що яскраве світло від гамма-спалаху пройшло через власну галактику та через іншу галактику неподалік. Ці галактики виглядають такими, як вони були близько 12 млрд. років тому [3]. Такі далекі галактики дуже рідко бувають спіймані в яскравому світлі від гамма-спалаху.

"Коли ми вивчали світло від цього гамма-спалаху, то не знали, що могли б знайти. Це було дивно, що холодний газ в цих двох галактиках із раннього Всесвіту виявився із таким несподіваним хімічним складом", пояснює Сандра Савальйо (Інститут Позаземної Фізики ім. Макса Планка, Гархінг, Німеччина), провідний автор статті, в якій описано нові результати. "Ці галактики мають більше важких елементів, ніж ми коли-небудь бачили в галактиці на такому ранньому етапі еволюції Всесвіту. Ми не очікували, що Всесвіт буде настільки зрілим, щоб хімічно еволюціонувати в такі ранні часи".

Коли світло від гамма-спалаху пройшло через галактики, газ там вів себе як фільтр, що поглинув частину цього світла на визначених довжинах хвиль. Без гамма-спалаху ці слабкі галактики були б невидимими. Ретельно аналізуючи сигнали "відбитків пальців" від різних хімічних елементів, науковці змогли визначити склад холодного газу в цих дуже далеких галактиках і зокрема те, наскільки вони були багаті важкими елементами.

Очікувалося, що в галактиках із раннього Всесвіту буде виявлена ​​невелика кількість більш важких елементів, ніж в галактиках сьогодення, таких як Чумацький Шлях. Більш важкі елементи утворюються в ході життя та смерті поколінь зірок, поступово збагачуючи галктичний газ [4]. Астрономи можуть скористатись хімічним збагаченням в галактиках, щоб вказати як довго вони існують. Але нові спостереження на диво встановили, що деякі галактики були вже дуже багаті важкими елементам менш ніж через два мільярди років після Великого Вибуху. Це щось немислиме до недавнього часу.

Нововиявлена пара молодих галактик повинна була формувати нові зірки із величезною швидкістю, щоб збагатити холодний газ так сильно та швидко. Оскільки дві галактики знаходяться близько одна до одної, вони можуть бути в процесі злиття, який також може спровокувати формування зірок, коли стикаються газові хмари. Нові результати також підтримують ідею, що гамма-спалахи можуть бути пов'язані з енергійним утворенням масивних зірок.

Енергійні зореутворення у схожих галактиках могли б припинитися на ранніх етапах історії Всесвіту. Дванадцять мільярдів років по тому, тобто у наші часи, залишки таких галактик будуть містити велику кількість "зоряних залишків", таких як чорні діри та холодні зірки-карлики, утворюючи цим важку для виявлення популяцію "мертвих галактик", котрі є тільки слабкими тінями того, якими ті були в часи своєї яскравої галактичної юності. Пошук таких "мерців" у наші дні є проблемою.

"Нам дуже пощастило спостерігати GRB 090323, коли він був ще досить яскравим, щоб можна було отримати неймовірні детальні спостереження із VLT. Гамма-спалахи залишаються яскравими тільки протягом дуже короткого часу і отримання якісних даних є дуже важким. Ми сподіваємося знову спостерігати ці галактики в майбутньому, коли у нас буде багато більш чутливих приладів. Вони були б відмінними об’єктами для E-ELT", підсумовує Савальйо.

Примітки

[1] Гамма-спалахи тривалістю більше двох секунд називаються довготривалими, а із коротшою тривалістю відомі як короткотривалі. Довготривалі спалахи, в тому числі один у цьому дослідженні, пов'язані з вибухами наднових масивних молодих зірок в зонах зореутворення галактик. Короткотривалі спалахи не до кінця зрозумілі, але вважається, що вони походять від злиття двох компактних об'єктів, таких як нейтронні зірки.

[2] Назва відноситься до дати, на яку вибух був виявлений. В даному випадку він був помічений 23 березня 2009.

[3] Галактики були помічені із червоним зсувом 3.57. Це означає, що їх бачили такими, якими вони були через 1.8 млрд. років після Великого Вибуху.

[4] Матерія, вироблена Великим Вибухом, 13.7 мільярда років тому була майже повністю із водню та гелію. Більшість важких елементів, таких як кисень, азот і вуглець, були вироблені пізніше під час термоядерних реакцій всередині зірок. Після смерті зірок, ці елементи поповнюють запаси газу в галактиках. Таким чином очікується, що кількість важких елементів в більшості галактик поступово зростає із віком Всесвіту.

Детальніше

Дане дослідження було представлено у статті "Super-solar Metal Abundances in Two Galaxies at z ~ 3.57 revealed by the GRB 090323 Afterglow Spectrum", котра з'являться в Monthly Notices Королівського Астрономічного Товариства.

ESO, Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту.

В даний час, ESO планує 40 метрового класу Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим в світі оком в небо".

Посилання

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

Sandra Savaglio
Astronomer, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 30000 3358
Стільниковий: +49 151 5194 4223
Email: savaglio@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1143.
Bookmark and Share

Про реліз

Реліз №:eso1143uk
Назва:Gamma-ray burst
Тип:• Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Gamma Ray Burst
Facility:Very Large Telescope
Science data:2012MNRAS.420..627S

Зображення

Artist’s impression of a gamma-ray burst shining through two young galaxies in the early Universe
Artist’s impression of a gamma-ray burst shining through two young galaxies in the early Universe
тільки на англійській
Artist’s impression of a gamma-ray burst shining through two young galaxies in the early Universe
Artist’s impression of a gamma-ray burst shining through two young galaxies in the early Universe
тільки на англійській

Також дивіться наші