eso1313uk — Науковий реліз

Виберіть мову:

ALMA переписує історію спалаху народження зірок Всесвіту

Рекордний "улов" далеких галактик вміщує наразі найвіддаленіше виявлення води

13 березня 2013 р.

Спостереження із Великим Міліметрово-субміліметровим Масивом Атакама (ALMA) показують, що найбільш енергійні сплески народження зірок у космосі відбулися набагато раніше, ніж це досі вважалося. Результати дослідження опубліковані в низці статей, котрі з'являться у журналі Nature за 14 березня 2013 року та в Astrophysical Journal. Дане дослідження є найостаннішим прикладом відкриттів, котрі походять із нової міжнародної обсерваторії ALMA, яка сьогодні святкує своє відкриття.

Важається, що найінтенсивніший спалах зореутворення мав місце у ранньому Всесвіті в масивних яскравих галактиках. Подібні зореутворюючі галактики шалено перетворювали величезні "поклади" космічного газу та пилу у нові зорі, роблячи це в сотні разів швидше, ніж величні спіральні галактики, схожі на наш Чумацький Шлях. Дивлячись у глибокий космос на далекі галактики, світлу від котрих потрібно було багато мільярдів років, щоб досягти нас, астрономи можуть спостерігати цей жвавий період юності Всесвіту.

"Чим далі галактика, тим глибше у часі її видно. Таким чином, вимірюючи відстані до них, ми можемо скласти лінію часу, котра продемонструє, наскільки енергійно Всесвіт творив нові зорі на різних стадіях своєї 13.7 млрд історії",- сказав Хоакін Вієйра (Каліфорнійський технологічний інститут, США), очільник науково-дослідної групи та провідний автор статті в журналі Nature.

Міжнародна група дослідників вперше виявила ці далекі загадкові галактики зі спалахом зореутворення із 10 м Телескопом на Південному Полюсі (SPT) Національного Наукового Фонду США, а потім використовували ALMA для більш масштабного вивчення зоряного "бебі-буму" у молодому Всесвіті. Науковці були здивовані, виявивши, що багато із цих далеких багатих на пил зореутворюючих галактик розташовані далі, ніж очікувалося. Це означає, що в середньому спалахи зореутворення мали місце 12 мільярдів років тому, коли вік Всесвіту становив трохи менше 2 мільярдів років. А це на мільярд років раніше, ніж досі вважалось.

Двійко таких галактик є найбільш далекими із подібних відомих, що їх світло почало свій шлях, коли вік Всесвіту становив тільки один мільярд років. Більш того, в одній з цих рекордсменок виявлено молекули води, вода є одним з молекул виявили, що є фактом найвіддаленіших спостережень вода в космосі, наразі опублікованим.

Група використовувала неперевершену чутливість ALMA для захоплення світла від 26 таких галактик на довжині хвилі близько трьох міліметрів. Світло певних довжин хвиль випромінюється молекулами газу в цих галактиках, але внаслідок розширення Всесвіту на протязі мільярдів років, довжини хвиль збільшуються, такими досягаючи Землі. Шляхом вимірювання збільшення довжин хвиль, астрономи можуть обчислити, скільки часу тривала подорож світла, що визначає місце кожної галактики у конкретному моменті космічної історії.

"Чутливість ALMA та широкий робочий діапазон довжин хвиль означають, що ми могли проводити наші виміри протягом декількох хвилин на одну галактику - це приблизно в сто разів швидше, ніж раніше",- сказав Аксель Вайсс (Інститут Радіоастрономії ім. Макса Планка в Бонні, Німеччина), який очолював роботу вимірювань відстаней до галактик. "Раніше подібні вимірювання були трудомістким процесом об'єднання даних від оптичних та радіотелескопів".

У більшості випадків, одних спостережень із ALMA було достатньо для точного визначення відстані, але для кількох галактик група поєднанала дані від ALMA із вимірами за допомогою інших телескопів, в тому числі APEX (Atacama Pathfinder Experiment) та Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO [1].

Астрономи використовували лише частковий масив на 16 антен ALMA з їх загального числа 66, оскільки тоді обсерваторія була ще на стадії будівництва, котре мало місце на віддаленому плато Чахнантор у чилійських Андах, на висоті 5000 метрів. Після завершення будівництва, ALMA буде іще більш чутливим телескопом, що дасть змогу виявити більш слабкі галактики. Досі астрономи досліджували тільки найяскравіші із них. Також вони користалися "рукою допомоги" від природи: ефект гравітаційної лінзи, передбачений загальною теорією відносності Ейнштейна, спотворює світло від далекої галактики гравітаційним полем, котре діє як лінза, роблячи віддалене джерело яскравішим.

Щоб точно дізнатись, наскільки це гравітаційне лінзування підвищує видиму яскравість галактик, група одержала їх більш чіткі зображення за допомогою низки спостережень із ALMA на довжинах хвиль близько 0.9 міліметра.

"Ці чудові зображення від ALMA показують, що вигляди фонових галактик деформовані численними дугами світла, відомими як кільця Ейнштейна, які оточують галактики на передньому плані",- сказав Яшар Гезаве (McGill University, Монреаль, Канада), котрий керував дослідженням гравітаційного лінзування. "Ми використовуємо величезні маси темної матерії навколо галактик, котрі знаходяться на половині шляху через Всесвіт, наче космічний телескоп, щоб бачити іще більш далекі галактики більшими та яскравішими".

Аналіз спотворень показує, що деякі з далеких зореутворюючих галактик в 40 000 000 000 000 (40 мільйон мільйонів) яскравіші від Сонця, і що гравітаційне лінзування збільшує їх до 22 разів.

"Досі лише кілька гравітаційно лінзованих галактик були виявлені раніше на цих субміліметрових довжинах хвиль, але наразі SPT і ALMA виявили десятки таких",- сказав Карлос де Бройк (ESO), учасник дослідної групи. "Подібні дослідження раніше головним чином проводились на хвилях видимого світла за допомогою Космічного Телескопа Хаббл, але наші результати показують, що ALMA являє собою дуже потужного нового гравця на полі".

"Чудовий приклад співпраці астрономів із усього світу, щоб зробити дивовижні відкриття із найсучаснішим обладнанням",- сказав учасник досліджень Даніель Мерроун (Університет Арізони, США). "Це тільки початок для ALMA і для вивчення цих галактик зі спалахом зореутворення. Наш наступний крок полягає у більш докладному вивченні таких об'єктів, щоб точно з'ясувати, як і чому вони формують зорі у таких величезних кількостях".

Примітки

[1] Додаткові спостереження проводились із APEX, VLT, Australia Telescope Compact Array (ATCA) та Submillimeter Array (SMA).

Детальніше

Дане дослідження описане в статті “Dusty starburst galaxies in the early Universe as revealed by gravitational lensing”, by J. Vieira et al., в журналі Nature. Робота із вимірів дистанцій до галактик описана у статті “ALMA redshifts of millimeter-selected galaxies from the SPT survey: The redshift distribution of dusty star-forming galaxies”, by A. Weiss et al., iв Astrophysical Journal. Дослідження гравітаційного лінзування описане у статті “ALMA observations of strongly lensed dusty star-forming galaxies”, by Y. Hezaveh et al., також в Astrophysical Journal.

Великий Міліметрово-субміліметровий Масив Атакама (ALMA) є міжнародним астрономічним об’єктом. Він являється партнерством Європи, Північної Америки та Східної Азії у співпраці з Республікою Чилі. ALMA в Європі фінансується ESO, в Північній Америці - Національним Науковим Фондом США (NSF) у співпраці з Національною Радою Досліджень Канади (NRC) і Національною Науковою Радою Тайваню (NSC), в Східній Азії - Національними Інститутами Природничих Наук (NINS) Японії в співпраці з Академією Сініца (AS) на Тайвані. Будівництво та управління ALMA від імені Європи проводить ESO, від імені Північної Америки - Національна Радіоастрономічна Обсерваторія (NRAO), яка управляється корпоративною Асоціацією Університетів (AUI), від імені Східної Азії - Національна Астрономічна Обсерваторія Японії (NAOJ). Спільна Обсерваторія ALMA (JAO) забезпечує єдине керівництво та управління будівництвом, введення в експлуатацію та експлуатацію ALMA.

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 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

Контакти

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

Axel Weiss
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Телефон: +49 228 525 273
Email: aweiss@mpifr-bonn.mpg.de

Joaquin Vieira
California Institute of Technology
USA
Стільниковий: +1 949 887 5795
Email: vieira@caltech.edu

Yashar Hezaveh
McGill University
Montréal, Canada
Телефон: +1 514 398 7032
Email: yasharh@physics.mcgill.ca

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

Douglas Pierce-Price
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6759
Email: dpiercep@eso.org

Carlos de Breuck
ESO
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6613
Email: cdebreuc@eso.org

Charles E. Blue
National Radio Astronomy Observatory, Public Information Officer
Charlottesville, USA
Телефон: +1 434 296 0314
Email: cblue@nrao.edu

Переклад прес-релізу ESO eso1313.
Bookmark and Share

Про реліз

Реліз №:eso1313uk
Тип:• Early Universe : Galaxy : Activity : Starburst
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Hubble Space Telescope, South Pole Telescope
Science data:2013Natur.495..344V
2013ApJ...767..132H
2013ApJ...767...88W

Зображення

ALMA images of gravitationally-lensed distant star-forming galaxies
ALMA images of gravitationally-lensed distant star-forming galaxies
тільки на англійській
Gravitational lensing of distant star-forming galaxies (schematic)
Gravitational lensing of distant star-forming galaxies (schematic)
тільки на англійській

Відео

Gravitational lensing of distant star-forming galaxies (schematic)
Gravitational lensing of distant star-forming galaxies (schematic)
тільки на англійській

Також дивіться наші