Kids

eso1426ru — Научный релиз

Это пока что лучший снимок сливающихся галактик в ранней Вселенной

На телескопе ALMA применяют методы Шерлока Холмса

26 августа 2014 г.

Международная группа астрономов, используя телескоп ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) и многие другие наземные и космические телескопы, получила лучшее на сегодняшний день изображение столкновения двух галактик, которое произошло, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сейчас. При этом для выявления деталей, которые иначе остались бы невидимы, ученые воспользовались «увеличительным стеклом» размером с галактику. Новое исследование галактики H-ATLAS J142935.3-002836 показало, что этот сложный удаленный объект по виду напоминает другой хорошо известный пример столкновения галактик, происходящего гораздо ближе – «Антенны» (Antennae Galaxies).

Знаменитый сыщик (Шерлок Холмс) пользовался лупой, чтобы разглядеть едва заметные, но важные улики. А теперешние астрономы объединяют мощь многих телескопов на Земле и в космосе [1] с силой гигантской космической «лупы», чтобы изучать интенсивные процессы звездообразования в ранней Вселенной.

Часто астрономы ограничены в своих исследованиях оптической силой своих телескопов. Однако в некоторых случаях наша способность различать мелкие детали изображений удаленных объектов резко повышается благодаря существованию во Вселенной естественных «линз»”, -- объясняет ведущий автор работы Уго Мессиас (Hugo Messias) из Университета Консепсьон (Чили) и Центра астрономии и астрофизики Лиссабонского университета (Португалия). “Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что при наличии на пути света достаточно большой массы световой пучок не будет распространяться по прямой, а изогнется, как будто он испытал преломление в линзе”.

Такие «космические линзы» создаются массивными структурами, обладающими большой силой тяготения – галактиками и скоплениями галактик. Они отклоняют свет, идущий к земному наблюдателю от объектов, расположенных позади них — эффект, называемый гравитационным линзированием. Увеличивающие оптические свойства таких «линз» позволяют астрономам исследовать объекты, которые иначе невозможно было бы увидеть – например, производить прямое сравнение близлежащих галактик с гораздо более далекими, которые мы видим такими, какими они были миллиарды лет назад.

Однако для того, чтобы гравитационная линза сработала, линзирующая галактика, галактика, увеличенное изображение которой мы хотим рассмотреть, и Земля должны быть очень точно расположены друг относительно друга.

Такие случайные расположения объектов довольно редки, и их трудно распознать”, -- говорит Уго Мессиас. “Однако, как показали недавние исследования, найти такие случаи гораздо легче, если вести наблюдения в далекой инфракрасной и миллиметровой области спектра”.

Объект H-ATLAS J142935.3-002836 (или, для краткости, просто H1429-0028) – один из таких источников излучения. Он был обнаружен в рамках обзора неба H-ATLAS (Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey). На снимках, сделанных в видимых лучах, он очень слаб, но в далекой инфракрасной области спектра это один из ярчайших гравитационно-линзированных объектов из всех, обнаруженных на сегодняшний день. Мы видим его таким, каким он был, когда Вселенная была вдвое моложе, чем теперь.

Наблюдения этого объекта находятся на пределе возможностей современной техники, поэтому международная группа астрономов начала широкую наблюдательную кампанию с использованием самых мощных инструментов мира, как наземных, так и расположенных в космосе. В наблюдениях участвовали Космический телескоп Хаббла (NASA/ESA), телескоп ALMA, Обсерватория Кека, антенная решетка JVLA (Karl Jansky Very Large Array), и другие инструменты. Различные телескопы давали разные изображения объекта, которые комбинировались с целью получения самого глубокого на сегодня анализа этого необычного источника.

Телескопы Хаббла и Кека в деталях выявили вызванное гравитационным линзированием световое кольцо вокруг более близкой линзирующей галактики. Эти снимки, полученные с высоким разрешением, также показали, что линзирующая галактика представляет собой видимый с ребра диск (похожий на диск нашей галактики Млечного Пути). Эта галактика содержит обширные пылевые облака, которые задерживают часть проходящего сквозь эту галактику фонового излучения.

Однако для таких телескопов, как ALMA и JVLA, работающих на более длинных волнах, которые проходят сквозь космическую пыль, эти облака не помеха. Объединяя полученные на этих телескопах данные с оптическими, исследователи обнаружили, что гравитационная линза показывает нам не просто далекую галактику, а столкновение двух галактик. Как только это стало ясно, телескопы ALMA и JVLA начали играть ключевую роль в наблюдениях объекта.

В частности, с помощью ALMA удалось найти в исследуемом источнике следы окиси углерода, что дает ключ к детальному изучению механизмов звездообразования в галактиках. Наблюдения на ALMA также позволили измерить движения вещества в далеком источнике. Это как раз и позволило подтвердить, что линзируемый объект в самом деле является парой сталкивающихся галактик. В ходе этого столкновения ежегодно образуются сотни новых звезд, а одна из сталкивающихся галактик обнаруживает признаки вращения, откуда можно заключить, что перед самым столкновением она была дискообразной галактикой.

Обнаруженная система сталкивающихся галактик напоминает гораздо более близкий к нам объект: «Антенны» (the Antennae Galaxies). Это тоже пара сталкивающихся галактик, которые, как считается, имели в прошлом дисковую структуру. В «Антеннах» звезды образуются со скоростью всего в несколько десятков солнечных масс в год, тогда как в H1429-0028 каждый год возникает более 400 «солнц».

Директор ESO по научным исследованиям Роб Айвисон (Rob Ivison), соавтор новой работы, заключает: “ALMA позволила нам разгадать эту головоломку, так как с этим телескопом мы получаем информацию о скоростях газовых потоков галактиках, что в свою очередь дает возможность разделить компоненты системы и выявить классические признаки слияния галактик. Таким образом, в этой замечательной работе нам удалось буквально по горячим следам поймать сливающиеся галактики в момент, когда их столкновение дает начало мощной вспышке звездообразования”.

Примечания

[1] В армаде астрономических инструментов, использованных при выполнении этого исследования, было не менее трех телескопов ESO — ALMAAPEX и VISTA. Кроме них в наблюдениях участвовали следующие телескопы и обзоры неба: Космический телескоп Хаббла (NASA/ESA Hubble Space Telescope), телескоп Gemini South, телескоп Keck-II, Космический телескоп Спитцера (NASA Spitzer Space Telescope), антенная решетка Jansky Very Large Array, обзоры CARMAIRAMSDSS и WISE.

Узнать больше

ALMA (Большая Атакамская Миллиметровая / субмиллиметровая Решетка -- The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – международный астрономический инструмент, продукт партнерства ученых Европы, Северной Америки и Восточной Азии, при участии Республики Чили. В Европе ALMA финансируется Европейской Южной Обсерваторией (ESO), в Северной Америке – Национальным Научным Фондом (NCF) в кооперации с Национальным Советом по научным исследованиям Канады (NRC) и Национальным Советом по науке Тайваня (NSC), в Восточной Азии Национальным Институтом Естественных наук Японии (NINS) в кооперации с Academia Sinica (AS) Тайваня. Строительство и эксплуатацию ALMA ведут от Европы Европейская Южная Обсерватория (ESO), от Северной Америки Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), управляемая компанией  Associated Universities, Inc. (AUI), и от Восточной Азии Национальная радиоастрономическая обсерватория Японии (NAOJ). Организационно строительство, пуско-наладочные работы и эксплуатация ALMA совместно управляются в рамках Объединенной Обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory, JAO).

Результаты исследования представлены в статье “Herschel-ATLAS and ALMA HATLAS J142935.3-002836, a lensed major merger at redshift 1.027”, Hugo Messias и др., которая появится онлайн 26 августа 2014 г. в журнале Astronomy & Astrophysics.

Состав исследовательской группы: Hugo Messias (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile; Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa, Portugal), Simon Dye (School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, UK), Neil Nagar (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Gustavo Orellana (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), R. Shane Bussmann (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Jae Calanog (Department of Physics & Astronomy, University of California, USA), Helmut Dannerbauer (Universität Wien, Institut für Astrophysik, Austria), Hai Fu (Astronomy Department, California Institute of Technology, USA), Edo Ibar (Pontificia Universidad Católica de Chile, Departamento de Astronomía y Astrofísica, Chile), Andrew Inohara (Department of Physics & Astronomy, University of California, USA), R. J. Ivison (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, UK; ESO, Garching, Germany), Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italy), Dominik A. Riechers (Astronomy Department, California Institute of Technology, USA; Department of Astronomy, Cornell University, USA), Yun-Kyeong Sheen (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Simon Amber (The Open University, Milton Keynes, UK), Mark Birkinshaw (H. H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol, UK; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Nathan Bourne (School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, UK), Dave L. Clements (Astrophysics Group, Imperial College London, UK), Asantha Cooray (Department of Physics & Astronomy, University of California, USA; Astronomy Department, California Institute of Technology, USA), Gianfranco De Zotti (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italy), Ricardo Demarco (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Loretta Dunne (Department of Physics and Astronomy, University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, UK), Stephen Eales (School of Physics and Astronomy, Cardiff University,UK), Simone Fleuren (School of Mathematical Sciences, University of London, UK), Roxana E. Lupu (Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania, USA), Steve J. Maddox (Department of Physics and Astronomy, University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, UK), Michał J. Michałowski (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, UK), Alain Omont (Institut d’Astrophysique de Paris, UPMC Univ. Paris, France), Kate Rowlands (School of Physics & Astronomy, University of St Andrews, UK), Dan Smith (Centre for Astrophysics Research, Science & Technology Research Institute, University of Hertfordshire, UK), Matt Smith (School of Physics and Astronomy, Cardiff University,UK) и Elisabetta Valiante (School of Physics and Astronomy, Cardiff University, UK).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция. 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 астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA – крупнейшем из существующих астрономических проектов. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Hugo Messias
Universidad de Concepción, Chile / Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa, Portugal
Телефон: +351 21 361 67 47/30
Email: hmessias@oal.ul.pt

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

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1426.

О релизе

Релиз №:eso1426ru
Название:H-ATLAS J142935.3-002836
Тип:Early Universe : Galaxy : Type : Gravitationally Lensed
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Atacama Pathfinder Experiment, CARMA, Gemini Observatory, Hubble Space Telescope, Spitzer Space Telescope, Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy
Science data:2014A&A...568A..92M

Изображения

Сливающиеся галактики в удаленной части Вселенной: вид через гравитационную линзу
Сливающиеся галактики в удаленной части Вселенной: вид через гравитационную линзу
Как работает гравитационная линза
Как работает гравитационная линза
Широкоугольный снимок участка неба вокруг гравитационно-линзированного изображения сливающихся галактикr H-ATLAS J142935.3-002836
Широкоугольный снимок участка неба вокруг гравитационно-линзированного изображения сливающихся галактикr H-ATLAS J142935.3-002836
Сливающиеся галактики в удаленной части Вселенной: вид через гравитационную линзу
Сливающиеся галактики в удаленной части Вселенной: вид через гравитационную линзу

Видео

«Полет» к гравитационно-линзированной паре сливающихся галактик в далекой Вселенной
«Полет» к гравитационно-линзированной паре сливающихся галактик в далекой Вселенной
Гравитационно-линзированное изображение далеких сливающихся галактик: взгляд художника
Гравитационно-линзированное изображение далеких сливающихся галактик: взгляд художника

Также смотрите наши