Ένα μοναδικό νέο όργανο σε συνδυασμό με ένα ισχυρό τηλεσκόπιο και λίγη βοήθεια από τη φύση έχει δώσει στους ερευνητές μια ματιά στο γαλαξιακό φυτώριο στην καρδιά του νεαρού σύμπαντος. Μετά τη μεγάλη έκρηξη πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, το πρώιμο σύμπαν γέμισε με τεράστια σύννεφα ουδέτερου διάχυτου αερίου γνωστά ως συστήματα διασπάσεως Lyman-α ή DLA. Αυτά τα DLA χρησίμευαν ως γαλαξιακά φυτώρια, καθώς τα αέρια που περιέχονταν μέσα τους συμπυκνώθηκαν αργά, τροφοδοτώντας το σχηματισμό άστρων και γαλαξιών. Μπορούν να παρατηρηθούν ακόμη και σήμερα, αλλά δεν είναι εύκολο. "Τα σύννεφα DLA είναι το κλειδί για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται οι γαλαξίες στο σύμπαν, αλλά συνήθως είναι δύσκολο να παρατηρηθούν επειδή τα σύννεφα είναι πολύ διάχυτα και δεν εκπέμπουν φως από μόνα τους", δήλωσε οι επιστήμονες, συγκεκριμένα ο Rongmon Bordoloy, αναπληρωτής καθηγητής φυσικής στη Βόρεια Καρολίνα. Κρατικό Πανεπιστήμιο και έρευνα συγγραφέων.
Επί του παρόντος, οι αστροφυσικοί χρησιμοποιούν κβάζαρ – υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που εκπέμπουν φως – ως «οπίσθιο φωτισμό» για να ανιχνεύσουν σύννεφα DLA. Και ενώ αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους ερευνητές να εντοπίσουν τη θέση των DLA, το φως από τα κβάζαρ λειτουργεί ως μικροσκοπικά σουβλάκια μέσα από το τεράστιο σύννεφο, περιπλέκοντας τις προσπάθειες μέτρησης του συνολικού μεγέθους και μάζας τους.
Ο Ale Bordoloy και ο John O'Meara, επικεφαλής επιστήμονας στο αστεροσκοπείο U.M. Ο Keka στο Kamuel της Χαβάης βρήκε έναν τρόπο να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας έναν γαλαξία με βαρυτικό φακό και φασματοσκοπία ολοκληρωμένου πεδίου για να παρατηρήσει δύο DLA και τους γαλαξίες μέσα σε αυτά που σχηματίστηκαν πριν από περίπου 11 δισεκατομμύρια χρόνια, λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
«Οι γαλαξίες με βαρυτικό φακό είναι γαλαξίες που φαίνονται επιμήκεις και φωτεινοί», λέει ο Bordoloy. «Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχει μια βαρυτικά τεράστια δομή μπροστά από τον γαλαξία που παραμορφώνει το φως που προέρχεται από αυτόν καθώς κινείται προς εμάς. Ως αποτέλεσμα, εξετάζουμε μια μεγεθυμένη έκδοση του αντικειμένου - είναι σαν να χρησιμοποιούμε ένα διαστημικό τηλεσκόπιο που μεγεθύνει και μας δίνει μια καλύτερη οπτικοποίηση».
Το πλεονέκτημα αυτού είναι διπλό: πρώτον, το αντικείμενο φόντου επιμηκύνεται από τον ουρανό και είναι φωτεινό, επομένως είναι εύκολο να συλληφθούν φασματικές μετρήσεις από διαφορετικά μέρη του αντικειμένου. Δεύτερον, επειδή ο φακός επεκτείνει το αντικείμενο, μπορούν να εξεταστούν πολύ μικρά μέρη. Για παράδειγμα, εάν ένα αντικείμενο έχει διάμετρο ενός έτους φωτός, μπορούμε να μελετήσουμε μικρά κομμάτια με πολύ μεγάλη ακρίβεια.
Οι φασματικές αναγνώσεις επιτρέπουν στους αστροφυσικούς να «βλέπουν» στοιχεία του βαθέως διαστήματος που είναι αόρατα με γυμνό μάτι, όπως διάχυτα αέρια DLA και πιθανούς γαλαξίες μέσα σε αυτά. Συνήθως, η συλλογή αποδεικτικών στοιχείων είναι μια μακρά και επίπονη διαδικασία. Αλλά οι επιστήμονες έλυσαν αυτό το πρόβλημα πραγματοποιώντας ολοκληρωμένη φασματοσκοπία χρησιμοποιώντας το Keck Cosmic Web Imager.
Η φασματοσκοπία ενσωματωμένου πεδίου επέτρεψε στους ερευνητές να αποκτήσουν το φάσμα σε κάθε εικονοστοιχείο στην περιοχή του ουρανού στην οποία στόχευε, καθιστώντας τη φασματοσκοπία ενός εκτεταμένου αντικειμένου στον ουρανό πολύ αποτελεσματική. Αυτή η καινοτομία, σε συνδυασμό με τον επιμήκη και φωτεινό γαλαξία με βαρυτικό φακό, επέτρεψε στην ομάδα να χαρτογραφήσει το διάχυτο αέριο του DLA στον ουρανό με υψηλή ακρίβεια. Με αυτή τη μέθοδο, οι ερευνητές μπόρεσαν να προσδιορίσουν όχι μόνο το μέγεθος των δύο DLA, αλλά και ότι περιέχουν γαλαξίες-ξενιστές.
«Περίμενα αυτόν τον συνδυασμό σχεδόν σε όλη μου την καριέρα: ένα αρκετά ισχυρό τηλεσκόπιο και όργανο, και η φύση μας δίνει λίγη τύχη για να μελετήσουμε όχι ένα, αλλά δύο DLA με έναν νέο τρόπο», είπαν οι επιστήμονες. «Είναι υπέροχο να βλέπεις την επιστήμη να εφαρμόζεται στην πράξη».
Παρεμπιπτόντως, το DLA είναι τεράστιο. Με διάμετρο άνω των 17,4 κιλοπαρσέκων, είναι περισσότερο από τα δύο τρίτα του μεγέθους του σύγχρονου γαλαξία του Γαλαξία. Για σύγκριση, πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, η διάμετρος ενός τυπικού γαλαξία ήταν μικρότερη από 5 κιλοπαρσέκ. Ένα parsec είναι 3,26 έτη φωτός και ένα kiloparsec είναι 1000 parsec, επομένως το φως χρειάζεται περίπου 56 χρόνια για να ταξιδέψει σε κάθε DLA.
Μπορείτε να βοηθήσετε την Ουκρανία να πολεμήσει ενάντια στους Ρώσους εισβολείς. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δωρίσετε χρήματα στις Ένοπλες Δυνάμεις της Ουκρανίας μέσω Savelife ή μέσω της επίσημης σελίδας NBU.
Διαβάστε επίσης:
- Το σύγχρονο πυροβολικό είναι το σούπερ όπλο της Ουκρανίας. Και γιατί είναι εδώ ο Έλον Μασκ;
- Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα αστέρι «χρυσού προτύπου» στον Γαλαξία μας