eso2013ru — Научный релиз

На ALMA открыт самый далекий двойник Млечного Пути

Изображение галактики имеет вид "кольца Эйнштейна"

12 августа 2020 г.

При помощи Атакамской Большой миллиметровой / субмиллиметровой антенной решетки ALMA (которую ESO эксплуатирует на партнерских началах) астрономы обнаружили очень далекую и поэтому очень молодую галактику, которая неожиданно выглядит очень похожей на наш Млечный Путь. Свет шел к нам от этой галактики более 12 миллиардов лет и мы видим ее такой, какой она была, когда Вселенной было всего 1.4 миллиардов лет. Галактика выглядит неожиданно упорядоченной – это противоречит устоявшемуся мнению, что в ранней Вселенной все галактики были турбулентными и неустойчивыми. Нежданное открытие требует пересмотра наших представлений о формировании галактик и позволяет по-новому взглянуть на прошлое Вселенной.

Это настоящий прорыв в наших взглядах на образование галактик – наши результаты показывают, что структуры, подобные тем, которые мы наблюдаем в близлежащих спиральных галактиках и в нашем Млечном Пути уже существовали 12 миллиардов лет назад, говорит Франческа Риццо (Francesca Rizzo), докторант Института астрофизики Макса Планка в Германии, руководившая работой, результаты которой публикуются сегодня в Nature. Хотя у изучавшейся астрономами галактики SPT0418-47, по-видимому, нет спиральных рукавов, она обладает по крайней мере двумя свойствами, типичными для Млечного Пути: вращающимся диском и балджем, большим облаком звезд, плотно окружающем со всех сторон галактический центр. Впервые балдж наблюдается у галактики на столь раннем этапе истории Вселенной. Это и делает SPT0418-47 самым дальним двойником Млечного Пути.

Для нас было большой неожиданностью, что эта галактика так похожа на те, что нас окружают – это идет вразрез со всеми нашими представлениями, основанными на моделях и более ранних, хотя и менее детальных наблюдениях, говорит соавтор работы Филиппо Фратернали (Filippo Fraternali) из Каптейновского Астрономического института при Гронингенском университете в Нидерландах. В ранней Вселенной молодые галактики еще только формировались. Поэтому исследователи предполагали, что они должны иметь хаотическое строение, лишенное отчетливых структурных особенностей, типичных для более зрелых галактик типа Млечного Пути.

Изучение удаленных галактик, таких, как SPT0418-47, имеет огромное значение для нашего понимания процессов формирования и развития галактик. Эта галактика находится очень далеко – мы видим ее в момент, когда возраст Вселенной составлял всего 10% от современного. Ведь свет от нее шел до Земли 12 миллиардов лет. Исследуя ее, мы заглядываем в эпоху, когда новорожденные галактики еще только начинали свою эволюцию.  

На таких огромных расстояниях детальные наблюдения галактик даже с самыми мощными телескопами почти невозможны – эти объекты слишком слабые и имеют слишком малые угловые размеры. Группа, выполнившая данную работу, преодолела эту трудность, воспользовавшись одной из близких к нам галактик как сильным увеличительным стеклом. Этот эффект, известный под названием гравитационного линзирования, позволил ALMA заглянуть в далекое прошлое и увидеть его в беспрецедентных подробностях. Суть эффекта в том, что гравитационное притяжение близкой галактики деформирует и изгибает лучи света от далекой галактики, и в результате мы получаем искаженное и увеличенное изображение последней.  

Благодаря почти точному расположению линзирующей и далекой галактики на одном луче зрения, линзируемая далекая галактика выглядит почти идеальным световым кольцом вокруг близкой к нам галактики-линзы. Из полученных на ALMA данных, применив новую технику машинного моделирования, исследователи восстановили истинную форму далекой галактики и измерили параметры движения газа в ней . Когда я в первый раз увидела восстановленное изображение SPT0418-47, я не могла поверить своим глазам: передо мной открылась настоящая сокровищница, говорит Риццо.

То, что мы увидели, было довольно загадочно: нeсмотря на высокий темп звездообразования и связанные с этим высокоэнергетические процессы, галактический диск SPT0418-47 оказался самым упорядоченным из всех, когда-либо наблюдавшихся в ранней Вселенной, констатирует соавтор работы Симона Вегетти (Simona Vegetti), тоже из Института астрофизики Макса Планка. Это неожиданный результат, имеющий большое значение для понимания эволюции галактик." Астрономы, однако, отмечают, что хотя SPT0418-47 имеет диск и другие черты сходства со спиральными галактиками, окружающими нас, все же следует ожидать, что в процессе развития эта галактика станет совсем непохожей на Млечный Путь и присоединится к классу эллиптических – наряду с спиральными, это еще один многочисленный тип галактик, населяющих сейчас Вселенную.

Неожиданное открытие свидетельствует о том, что ранняя Вселенная, возможно, не столь хаотична, как считалось. Возникает много вопросов по поводу того, как через такое непродолжительное время после Большого Взрыва смогла сформироваться настолько упорядоченная галактика. Нынешняя находка, сделанная на ALMA, перекликается с ранее сделанным и объявленным в мае открытием массивного вращающегося диска на подобном расстоянии. Благодаря линзированию, у SPT0418-47 видны более мелкие детали, а вдобавок к диску еще и балдж, что еще больше сближает эту галактику с Млечным Путем в его современном состоянии.

Будущие исследования, в том числе те, что будут выполнены на Чрезвычайно Большом телескопе ESO, должны привести к решению вопроса о том, насколько типичными на деле являются такие «новорожденные» дисковые галактики и действительно ли они в целом менее хаотичны, чем предсказывалось. Эти работы откроют для астрономов новые горизонты и в конце концов приведут к пониманию закономерностей развития галактик.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “A dynamically cold disk galaxy in the early Universe”, которая публикуется в журнале Nature (doi: 10.1038/s41586-020-2572-6).

Состав исследовательской группы: F. Rizzo (Max Planck Institute for Astrophysics, Garching, Germany [MPA]), S. Vegetti (MPA), D. Powell (MPA), F. Fraternali (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, the Netherlands), J. P. McKean (Kapteyn Astronomical Institute and ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy), H. R. Stacey (MPA, Kapteyn Astronomical Institute and ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy) и S. D. M. White (MPA).

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 16 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Ирландия, 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). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. 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: 89112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Francesca Rizzo
Max Planck Institute for Astrophysics
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 30000 2216
Email: frizzo@MPA-Garching.MPG.DE

Simona Vegetti
Max Planck Institute for Astrophysics
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 30000 2285
Email: svegetti@MPA-Garching.MPG.DE

Filippo Fraternali
Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen
Groningen, the Netherlands
Телефон: +31-(0)50-3634055
Email: fraternali@astro.rug.nl

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2013.

О релизе

Релиз №:eso2013ru
Название:SPT0418-47
Тип:Local Universe : Cosmology : Phenomenon : Lensing
Early Universe : Galaxy : Type : Spiral
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Изображения

Линзированное изображение SPT0418-47
Линзированное изображение SPT0418-47
Восстановленное изображение SPT0418-47
Восстановленное изображение SPT0418-47
Движение газа в SPT0418-47
Движение газа в SPT0418-47

Видео

ESOcast 228 Light: ALMA видит самого далекого двойника Млечного Пути
ESOcast 228 Light: ALMA видит самого далекого двойника Млечного Пути
Гравитационное линзирование далекой галактики SPT0418-47 (схема)
Гравитационное линзирование далекой галактики SPT0418-47 (схема)
SPT0418-47: от линзированного изображения к восстановленному
SPT0418-47: от линзированного изображения к восстановленному

Также смотрите наши