Jedinstveni novi instrument u kombinaciji sa snažnim teleskopom i malom pomoći prirode omogućio je istraživačima da zavire u galaktički vrtić u srcu mladog svemira. Nakon velikog praska prije otprilike 13,8 milijardi godina, rani svemir bio je ispunjen ogromnim oblacima neutralnog difuznog plina poznatim kao raspadajući Lyman-α sustavi ili DLA. Ovi DLA-ovi služili su kao galaktički rasadnici, jer su se plinovi sadržani u njima polako kondenzirali, potičući stvaranje zvijezda i galaksija. Mogu se promatrati i danas, ali to nije lako. "DLA oblaci ključni su za razumijevanje kako se galaksije formiraju u svemiru, ali obično ih je teško promatrati jer su oblaci previše difuzni i sami ne emitiraju svjetlost", rekli su znanstvenici, naime Rongmon Bordoloy, izvanredni profesor fizike u Sjevernoj Karolini Državno sveučilište i autorsko istraživanje.
Trenutno astrofizičari koriste kvazare - supermasivne crne rupe koje emitiraju svjetlost - kao "pozadinsko osvjetljenje" za otkrivanje DLA oblaka. I dok ova metoda omogućuje istraživačima da precizno odrede lokaciju DLA-ova, svjetlost iz kvazara djeluje kao sićušni šiljak kroz masivni oblak, komplicirajući pokušaje mjerenja njihove ukupne veličine i mase.
Ale Bordoloy i John O'Meara, glavni znanstvenik na opservatoriju U.M. Keka u Kamuelu na Havajima pronašao je način da zaobiđe ovaj problem koristeći galaksiju s gravitacijskim lećama i spektroskopiju integralnog polja za promatranje dviju DLA i galaksija unutar njih koje su nastale prije otprilike 11 milijardi godina, nedugo nakon Velikog praska.
"Galaksije s gravitacijskim lećama su galaksije koje izgledaju izduženo i svijetlo", kaže Bordoloy. “To je zato što postoji gravitacijski masivna struktura ispred galaksije koja iskrivljuje svjetlost koja dolazi iz nje dok se kreće prema nama. Kao rezultat toga, gledamo uvećanu verziju objekta - to je kao da koristimo svemirski teleskop koji zumira i daje nam bolju vizualizaciju."
Prednost ovoga je dvostruka: prvo, pozadinski objekt je izdužen uz nebo i svijetao, tako da je lako uhvatiti spektralna očitanja iz različitih dijelova objekta. Drugo, budući da leće proširuju objekt, mogu se ispitati vrlo mali dijelovi. Na primjer, ako je objekt širok jednu svjetlosnu godinu, male komadiće možemo proučavati s vrlo velikom preciznošću.
Spektralna očitanja omogućuju astrofizičarima da "vide" elemente dubokog svemira koji su nevidljivi golim okom, poput difuznih plinovitih DLA i potencijalnih galaksija unutar njih. Obično je prikupljanje dokaza dug i mukotrpan proces. Ali znanstvenici su riješili ovaj problem provođenjem integralne spektroskopije pomoću Keck Cosmic Web Imagera.
Integralna spektroskopija polja omogućila je istraživačima da dobiju spektar u svakom pojedinom pikselu u području neba na koje je bio usmjeren, čineći spektroskopiju proširenog objekta na nebu vrlo učinkovitom. Ova inovacija, u kombinaciji s izduženom i svijetlom galaksijom s gravitacijskim lećama, omogućila je timu da mapira difuzni plin DLA-a preko neba s visokom preciznošću. Ovom metodom istraživači su uspjeli utvrditi ne samo veličinu dva DLA-a, već i to da sadrže galaksije domaćine.
"Čekao sam ovu kombinaciju gotovo cijelu svoju karijeru: dovoljno snažan teleskop i instrument, a priroda nam je dala malo sreće da proučavamo ne jedan, već dva DLA-a na nov način", rekli su znanstvenici. "Sjajno je vidjeti kako se znanost provodi u praksi."
Usput, DLA je ogroman. S promjerom većim od 17,4 kiloparseka, one su više od dvije trećine veličine moderne galaksije Mliječni put. Usporedbe radi, prije 13 milijardi godina promjer tipične galaksije bio je manji od 5 kiloparseka. Parsek je 3,26 svjetlosnih godina, a kiloparsek je 1000 parseka, tako da svjetlosti treba oko 56 723 godine da proputuje kroz svaki DLA.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je donirati sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili putem službene stranice NBU.
Pročitajte također:
- Moderna artiljerija je super oružje Ukrajine. I zašto je Elon Musk ovdje?
- Astronomi su otkrili zvijezdu "zlatnog standarda" u Mliječnoj stazi