eso1508uk — Науковий реліз

Стара на вигляд галактика у молодому Всесвіті

ALMA та VLT досліджували на диво запилену проеволюціоновану галактику

02 березня 2015 р.

Одна з найбільш далеких галактик, що взагалі коли-небудь спостерігались, продемонструвала астрономам пил у далекому регіоні зореутворення, а також представила вишукані докази швидкої галактичної еволюції невдовзі після Великого Вибуху. Нові спостереження із використанням ALMA дали можливість зібрати слабке світіння від холодного пилу в галактиці A1689-ZD1, а використання Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO дозволило виміряти відстань до неї.

Група астрономів під керівництвом Дереха Уотсона з Університету Копенгагена використала прилад X-shooter на Дуже Великому Телескопі (VLT) ESO, а також задіяла Великий Міліметрово-субміліметровий Масив Атакама (ALMA), щоб спостерігати одну з наймолодших та найвіддаленіших галактик із числа коли-небудь знайдених. Вчені були здивовані, виявивши набагато більш розвинену систему, ніж очікувалося. Вона мала частку пилу, наче у дуже зрілої галактики, як наш Чумацький Шлях. Той космічний пил має дуже важливе значення для формування життя, тому що він допомагає утворюватися планетам, складним молекулам та нормальним зорям.

Об’єкт даних досліджень називається A1689-ZD1 [1]. Його можна спостерігати завдяки посиленню яскравості більш ніж у дев'ять разів гравітаційною лінзою у вигляді вражаючого галактичного скупчення Abell 1689, котре знаходиться між досліджуваною молодою галактикою та Землею. Без гравітаційного підсилення, світло від цієї дуже тьмяної галактики було б занадто слабким для її виявлення.

Ми бачимо A1689-ZD1, коли вік Всесвіту становив лише близько 700 мільйонів років - тобто п'ять відсотків від його нинішнього віку [2]. Це відносно скромна зоряна система: вона значно менш масивна та менш яскрава, ніж багато інших об'єктів, котрі раніше були досліджені на цій стадії у ранньому Всесвіті, а отже вона є більш типовим прикладом галактики на ту епоху.

A1689-ZD1 спостерігається під час періоду реіонізації, коли найперші зорі принесли з собою космічний світанок, що вперше заповнив світлом величезний прозорий Всесвіт, поклавши край тривалому застою Темних віків. Очікувалось побачити новостворену систему, але галактика здивувала спостерігачів багатим хімічним складом та численним міжзоряним пилом.

"Після підтвердження відстані до галактики за допомогою VLT",- сказав Дерех Уотсон, "ми зрозуміли те, що раніше спостерігали з ALMA. Не очікували знайти настільки багато різного, але я можу сказати вам, що ми всі були дуже схвильовані, коли зрозуміли, що ALMA не тільки проспостерігав, але також чітко виявив характеристики галактики. Одним із головних призначень обсерваторії ALMA є виявлення галактик у ранньому Всесвіті через спостереження світла від їх холодного газу та пилу, що ми власне і зробили!".

Ця галактика, з оглядом на її малий вік, мала б бути космічним "дитям", проте вона виявилась "скоростиглою". У її віці можна було б очікувати на відсутність важких хімічних елементів, котрі в астрономії називають металами: останні виникають у надрах зірок та розсіюються далеко у космічний простір після того, як зорі вибухають, чи якось інакше гинуть. Цей процес повинен бути повтореним для багатьох зоряних поколінь, щоб виробити значну різноманітність більш важких хімічних елементів, таких як вуглець, кисень та азот.

Дивно, але виявилось, що галактика A1689-ZD1 випускає багато випромінювання у далекому інфрачервоному діапазоні [3]. Це вказує на те, що у ній вже давно присутні багато зірок та значні кількості металів. Також виявилось, що галактика не тільки містить пил, але й співвідношення пилу до газу схоже, як у більш зрілих галактиках.

"Незважаючи на те, що точне походження галактичного пилу залишається заплутаним",- пояснює Дерех Уотсон, "наші дані свідчать, що його виробництво відбулось дуже швидко протягом всього лише 500 мільйонів років після початку формування зірок у Всесвіті - то дуже короткий космологічний проміжок часу з оглядом на те, що більшість зірок можуть існувати протягом мільярдів років".

Отримані дані свідчать, що A1689-ZD1 або послідовно формувала зорі на помірній швидкості протягом 560 млн років після Великого Вибуху, або ж вона пройшла через період надзвичайно бурхливого зореутворення перед тим, як увійти у стан згасаючого утворення зірок.

До отримання цього результату, серед астрономів було занепокоєння, що такі дуже далекі галактики не можуть бути виявленими подібним чином, але A1689-ZD1 було відкрито під час коротких спостережень з ALMA.

Кірстен Кнудсен (Технологічний Університет Чалмерса, Швеція), співавтор статті, додав: "Ця на диво запилена галактика наче поспіхом сформувала свої перші покоління зірок. У майбутньому ALMA зможе допомогти нам знайти більше подібних галактик, а також дізнатися про те, що саме спонукає їх настільки швидко зростати".

Примітки

[1] Ця галактика була помічена раніше на зображеннях від "Хаббл" та запідозрювалась, як дуже далека, але тоді було неможливо виміряти відстань до неї.

[2] Це відповідає червоному зсуву 7.5.

[3] Завдяки розширенню Всесвіту, це випромінювання зміщується у бік міліметрових хвиль для часу, коли воно досягає до Землі, а отже воно може бути прийняте ALMA.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “A dusty, normal galaxy in the epoch of reionization” by D. Watson et al., котра вийшла в журналі Nature від 2 березня 2015.

Науково-дослідна група у складі D. Watson (Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Denmark), L. Christensen (University of Copenhagen), K. K. Knudsen (Chalmers University of Technology, Sweden), J. Richard (CRAL, Observatoire de Lyon, Saint Genis Laval, France), A. Gallazzi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy) and M. J. Michalowski (SUPA, Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK).

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 16 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Польща, 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

Oleh Malyi
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporizhia, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

Darach Watson
Niels Bohr Institute
University of Copenhagen, Denmark
Телефон: +45 2480 3825
Email: darach@dark-cosmology.dk

Kirsten K. Knudsen
Chalmers University of Technology
Onsala, Sweden
Телефон: +46 31 772 5526
Стільниковий: +46 709 750 956
Email: kirsten.knudsen@chalmers.se

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

Connect with ESO on social media

Переклад прес-релізу ESO eso1508.

Про реліз

Реліз №:eso1508uk
Назва:Abell 1689
Тип:Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2015Natur.519..327W

Зображення

Location of the distant dusty galaxy  A1689-zD1 behind the galaxy cluster Abell 1689 (annotated)
Location of the distant dusty galaxy A1689-zD1 behind the galaxy cluster Abell 1689 (annotated)
тільки на англійській
Infrared/visible-light view of the distant dusty galaxy A1689-zD1 behind the galaxy cluster Abell 1689
Infrared/visible-light view of the distant dusty galaxy A1689-zD1 behind the galaxy cluster Abell 1689
тільки на англійській
The distant dusty galaxy  A1689-zD1 behind the galaxy cluster Abell 1689
The distant dusty galaxy A1689-zD1 behind the galaxy cluster Abell 1689
тільки на англійській
Wide-field view of the sky around the rich galaxy cluster Abell 1689
Wide-field view of the sky around the rich galaxy cluster Abell 1689
тільки на англійській

Відео

A zoom into Abell 1689 and a very remote dusty galaxy
A zoom into Abell 1689 and a very remote dusty galaxy
тільки на англійській

Також дивіться наші