eso1228uk — Науковий реліз

Вперше помічені темні галактики раннього Всесвіту

11 липня 2012 р.

Вперше помічені темні галактики - це ранній етап формування галактик, котрі передбачені теорією, але не бачені до сих пір. Ці об'єкти, по своїй суті, є багаті газом галактики без зірок. Використавши Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO, міжнародна наукова група виявила ці невловимі об'єкти, спостерігаючи за їх сяйвом, котре походить від їх підсвічування квазарами.

Темні галактики - то малі, але багаті газом галактики у ранньому Всесвіті, котрі є доволі нездатними до формування зірок. Їх існування передбачене теоріями формування галактик. Вважається, що вони є будівельними блоками нинішніх яскравих, заповнених зорями, галактик. Астрономи гадають, що темні галактики ймовірно "годували" великі галактики із більшою частиною газу, із якого згодом утворилися зорі, котрі існують сьогодні.

Оскільки вони істотно позбавлені зірок, ці темні галактики не випромінюють багато світла, через що їх дуже важко виявити. Протягом багатьох років астрономи намагалися розробити нові методи, щоб підтвердити існування цих галактик. Малі падіння поглинання в спектрі фонових джерел світла натякнули на їх існування. Однак, дане нове дослідження вперше дало можливість того, що такі об'єкти були помічені безпосередньо.

"Наш підхід до проблеми виявлення темної галактики простий: посвітити на неї яскравим світлом",- пояснює Саймон Ліллі (ETH, Цюріх, Швейцарія), співавтор статті. "Ми шукали флуоресцентне світіння газу в темних галактиках при їх освітленні ультрафіолетовим світлом сусіднього дуже яскравого квазара. Світло від квазара змушує темні галактики світитися, як білий одяг при освітленні ультрафіолетовими лампами в нічному клубі ". [1]

Науковці скористалися великою площею збору світла та чутливістю Дуже Великого Телескопа (VLT), а також рядом дуже довгих витримок, щоб виявити дуже слабкі люмінесцентні світіння темних галактик. Вони використали інструмент FORS2 для відображення ділянки неба навколо яскравого квазара [2] HE 0109-3518, дивлячись на ультрафіолетове світло, яке випускається воднем, коли він піддається інтенсивному опроміненню. Через розширення Всесвіту, це світло насправді спостерігається як відтінок фіолетового на момент попадання в VLT. [3]

"Після декількох років спроб виявити флуоресцентне випромінювання від темних галактик, нинішні результати показують потенціал нашого методу для виявлень та досліджень цих чудових і раніше невидимих об'єктів", - каже Себастьяно Канталупо (Університет Каліфорнії, Санта-Крус), провідний автор дослідження.

Науково-дослідна група виявила майже 100 газоподібних об'єктів, які знаходяться в межах декількох мільйонів світлових років від квазара. Після ретельного аналізу, направленого на виключення об'єктів, де випромінювання може походити від внутрішнього зореутворення в галактиках, а не від світла квазара, науковці обмежили свій пошук до 12 об'єктів. На сьогодні це найпереконливіше ідентифіковані темні галактики із раннього Всесвіту.

Астрономи також змогли визначити деякі властивості темних галактик. Вони підрахували, що маса газу в них десь приблизно в 1 млрд. разів більше маси Сонця, що типово для багатих газом галактик малих мас у ранньому Всесвіті. Вони також були в змозі оцінити, що здатність зореутворення в понад 100 слабша порівняно із типовими зореутворенням галактик, знайдених на подібній стадії космічної історії. [4]

"Наші спостереження із VLT надали докази існування компактних та ізольованих темних хмар. За допомогою цього дослідження, ми зробили важливий крок до виявлення і розуміння неясних ранніх етапів формування галактик та механізмів надбання газу", - укладає Себастьяно Канталупо.

Інтегральний польовий спектрограф MUSE, який буде зданий в експлуатацію на VLT в 2013 році, буде надзвичайно потужним інструментом для вивчення цих об'єктів.

Примітки

[1] Флуоресценція - це випромінювання світла речовиною, освітленною зовнішнім джерелом світла. У більшості випадків, це випромінюване світло має більшу довжину хвилі, ніж зовнішнє джерело. Наприклад, люмінесцентні лампи перетворюють ультрафіолетове випромінювання, невидиме для нас, в видиме світло. В природі флуоресценція має місце в деяких речовинах, таких як гірські породи та мінерали. Флуоресцентні речовини можуть бути також додані навмисно до миючих засобів: це люмінесцентні хімічні речовини, щоб білий одяг виглядав яскравішим при нормальному освітленні.

[2] Квазари - це дуже яскраві далекі галактики, які, як це вважається, живляться від надмасивних чорних дір в їх центрах. Їх яскравість робить їх потужними маяками, які допомагають висвітлювати околиці, що дозволяє досліджуючи ті часи, коли перші зорі та галактики формувалися із первинного газу.

[3] Дане випромінювання атомів водню відоме як Лайман-альфа випромінювання. Воно виникає тоді, коли електрони в атомах водню переходять від другого найнижчого до першого найнижчого рівня енергії. Це типу ультрафіолетового світла. Оскільки Всесвіт розширюється, довжина хвилі світла від об'єктів розтягується, коли вона проходить через простір. Чим далі світло проходить, тим більше розтягується довжина його хвилі. Оскільки червоне світло, котре сприймають наші очі, має найдовшу довжину хвилі, цей процес зміщення довжини хвилі до червоного кінця спектра називається "червоним зсувом". Квазар HE 0109-3518 знаходиться на дистанції із червоним зсувом z=2.4, тому ультрафіолетове світло від темних галактик зміщується у видиму частину спектра. Для виділення певної довжини хвилі світла, на яку зміщене люмінесцентне випромінювання, був спеціально розроблений вузькосмуговий фільтр. Фільтр був зосереджений в районі 414.5 нм для того, щоб захопити Лайман-альфа випромінювання червоного зсуву z=2.4 (відтінок фіолетового кольору) і має смугу пропускання в 4 нм.

[4] Ефективність зореутворення - це відношення маси новоутворених зірок до маси газу, із якого зорі можуть утворитись. Науковці виявили, що для цих об'єктів буде потрібно більше 100 мільярдів років, щоб перетворити свій газ на зорі. Цей результат знаходиться у відповідності з останніми теоретичними дослідженнями, які показали, що багаті газом гало малої маси на великих червоних зсувах можуть мати дуже низьку ефективність зореутворення, як наслідок низького вмісту металів.

Детальніше

Дане дослідження було представлено в статті під назвою "Detection of dark galaxies and circum-galactic filaments fluorescently illuminated by a quasar at z=2.4", by Cantalupo et al. що з’явиться в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Науково-дослідна група у складі Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz, USA), Simon J. Lilly (ETH Zurich, Switzerland) та Martin G. Haehnelt (Kavli Institute for Cosmology, Cambridge, United Kingdom).

2012 рік ознаменований 50-ю річницею заснування Європейської Південної Обсерваторії (ESO). 
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 у небо".

Посилання

Контакти

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

Sebastiano Cantalupo
University of California
Santa Cruz, USA
Телефон: +1 831 459 5891
Email: cantal@ucolick.org

Simon J. Lilly
Institute for Astronomy, ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Телефон: +41 44 633 3828
Email: simon.lilly@phys.ethz.ch

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1228.

Про реліз

Реліз №:eso1228uk
Назва:HE 0109-3518
Тип:• Early Universe : Galaxy
• Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Facility:Very Large Telescope
Science data:2012MNRAS.425.1992C

Зображення

Dark galaxies spotted for the first time
Dark galaxies spotted for the first time
тільки на англійській
Dark galaxies spotted for the first time (annotated)
Dark galaxies spotted for the first time (annotated)
тільки на англійській
The location of the quasar HE 0109-3518
The location of the quasar HE 0109-3518
тільки на англійській
Wide-field view of the sky around the quasar HE0109-3518
Wide-field view of the sky around the quasar HE0109-3518
тільки на англійській
Dark galaxies of the early Universe (cutouts)
Dark galaxies of the early Universe (cutouts)
тільки на англійській

Відео

Zooming in on HE 0109-3518
Zooming in on HE 0109-3518
тільки на англійській

Також дивіться наші