Одна из самых далеких наблюдаемых галактик позволила астрономам впервые обнаружить пыль в такой далекой звездообразующей системе и интересное свидетельство метеорной эволюции галактики после Большого взрыва. Последние наблюдения использовали ALMA для регистрации слабого свечения от холодной пыли галактики A1689-zD1 и телескоп VLT для измерения расстояния до нее.
Группа астрономов во главе с Дарахом Уотсоном из Копенгагенского университета использовала Очень большой телескоп (VLT) и его X-шутер, а также сеть радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submmillimeter Array ( ALMA ) для наблюдения за одним из самых молодых и далеких галактики . Исследователи были удивлены, обнаружив гораздо более развитую систему, чем они ожидали. В галактике содержится столько же пыли, сколько в очень зрелой галактике, такой как Млечный Путь. Пыль необходима для жизни, поскольку она позволяет формировать планеты, сложные частицы и обычные звезды.
Целью наблюдения ученых является A1689-zD1 [1]. Его можно увидеть только потому, что яркость объекта увеличивается в девять раз за счет гравитационного линзирования через эффектное скопление галактик Abell 1689, которое находится между молодой галактикой и Землей. Без этого усиления свечение этой очень слабой галактики было бы слишком слабым для регистрации.
Мы видим A1689-zD1 в то время, когда Вселенной было всего около 700 миллионов лет — пять процентов от ее нынешнего возраста [2]. Это относительно небольшая система — гораздо менее массивная и менее яркая, чем многие другие объекты того периода во Вселенной, которые изучались ранее. Благодаря этим особенностям это более типичный пример галактики своего времени.
Мы видим A1689-zD1 из эпохи реионизации , когда самые ранние звезды принесли космическую зарю, впервые осветив огромную и прозрачную Вселенную и положив конец застою темных веков. Ожидалось, что объект будет выглядеть как новообразованная система, но галактика удивила наблюдателей своей химической сложностью и наличием межзвездной пыли.
«После подтверждения расстояния до галактики с помощью VLT , — говорит Дарах Уотсон, — мы обнаружили, что ранее она наблюдалась с помощью ALMA. Мы не ожидали узнать многого, но могу сказать, что мы все были очень тронуты, когда выяснилось, что ALMA не только наблюдает за объектом, но и без проблем его обнаруживает. Одна из целей обсерватории ALMA — найти галактики в ранней Вселенной, регистрируя выбросы их холодного газа и пыли — и вот дело!»
Исследуемую галактику считали космическим младенцем, но это оказалось преждевременным предположением. В этот период в нем должно наблюдаться отсутствие более тяжелых химических элементов — всего, что тяжелее водорода и гелия и называется астрономами металлами. Металлы производятся внутри звезд и распространяются повсюду, когда звезды взрываются. Этот процесс должен повторяться многими поколениями звезд, чтобы произвести значительное количество более тяжелых элементов, таких как углерод, кислород и азот.
Удивительно, но галактика A1689-zD1, по-видимому, излучает много дальнего инфракрасного излучения [3], что указывает на то, что она уже произвела много звезд и значительное количество металлов и содержит не только пыль, но и количество пыли, равное количеству газа. к тому, что можно найти в гораздо более развитых галактиках.
«Хотя точное происхождение галактической пыли остается неизвестным, — объясняет Дарах Уотсон, — наши исследования показывают, что она образуется очень быстро, всего через 500 миллионов лет после начала звездообразования во Вселенной — очень короткий промежуток времени в космологии. тот факт, что большинство звезд существуют миллиарды лет».
Результаты показывают, что A1689-zD1 постоянно формировала звезды с умеренной скоростью, начиная с 560-миллионного периода после Большого взрыва, или что она очень быстро прошла через бурное звездообразование до фазы затухания звездообразования.
До сих пор у астрономов были опасения, что столь далекие галактики не будут обнаружены таким образом, но A1689-zD1 была обнаружена с помощью кратких наблюдений ALMA.
Кирстен Кнудсен (Технологический университет Чалмерса, Швеция), соавтор публикации, добавила: «Эта невероятно запыленная галактика, кажется, быстро создает свое первое поколение звезд. В будущем ALMA поможет астрономам найти больше похожих галактик и выяснить, почему они так стремятся повзрослеть».
Примечания
[1] Галактика ранее была замечена на снимках с космического телескопа Хаббл , предполагалось, что она находится очень далеко, но тогда расстояние не удалось точно измерить.
[2] Это соответствует красному смещению z = 7,5.
[3] Как только оно достигает Земли и может быть обнаружено ALMA, это излучение расширяется за счет расширения Вселенной до диапазона длин волн.
Дополнительная информация
Результаты исследования описаны в статье под названием «Пыльная нормальная галактика в эпоху реионизации» Д. Уотсона и др., которая будет опубликована 2 марта 2015 года в онлайн-издании журнала Nature.
Состав исследовательской группы
Д. Уотсон (Институт Нильса Бора, Копенгагенский университет, Дания), Л. Кристенсен (Копенгагенский университет), К. Кнудсен (Технологический университет Чалмерса, Швеция), Дж. Ричард (CRAL, Лионская обсерватория, Сен-Жени-Лаваль, Франция ), А. Галлацци (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Флоренция, Италия) и М. Дж. Михаловски (SUPA, Институт астрономии, Эдинбургский университет, Королевская обсерватория, Эдинбург, Великобритания).
