Unikátny nový prístroj v kombinácii s výkonným teleskopom a malou pomocou prírody umožnil výskumníkom nahliadnuť do galaktickej škôlky v srdci mladého vesmíru. Po veľkom tresku pred 13,8 miliardami rokov bol raný vesmír naplnený obrovskými mrakmi neutrálneho difúzneho plynu známeho ako rozpadajúce sa systémy Lyman-α alebo DLA. Tieto DLA slúžili ako galaktické škôlky, pretože plyny v nich obsiahnuté pomaly kondenzovali a podporovali tvorbu hviezd a galaxií. Možno ich pozorovať aj dnes, no nie je to jednoduché. "Oblaky DLA sú kľúčom k pochopeniu toho, ako sa vo vesmíre formujú galaxie, ale zvyčajne je ťažké ich pozorovať, pretože oblaky sú príliš difúzne a samy nevyžarujú svetlo," povedali vedci, konkrétne Rongmon Bordoloy, docent fyziky v Severnej Karolíne. Štátna univerzita a autorský výskum.
V súčasnosti astrofyzici používajú kvazary – supermasívne čierne diery, ktoré vyžarujú svetlo – ako „podsvietenie“ na detekciu oblakov DLA. A zatiaľ čo táto metóda umožňuje výskumníkom presne určiť polohu DLA, svetlo z kvazarov pôsobí ako malé špízy cez masívny mrak, čo komplikuje pokusy zmerať ich celkovú veľkosť a hmotnosť.
Ale Bordoloy a John O'Meara, hlavný vedec na observatóriu U.M. Keka v Kamueli na Havaji našiel spôsob, ako tento problém vyriešiť pomocou spektroskopie galaxií s gravitačnou šošovkou a integrálnej spektroskopie poľa na pozorovanie dvoch DLA a galaxií v nich, ktoré vznikli asi pred 11 miliardami rokov, krátko po Veľkom tresku.
„Gravitačne šošovkované galaxie sú galaxie, ktoré sa zdajú predĺžené a jasné,“ hovorí Bordoloy. „Je to preto, že pred galaxiou je gravitačne masívna štruktúra, ktorá skresľuje svetlo z nej vychádzajúce, keď sa pohybuje smerom k nám. Výsledkom je, že sa pozeráme na zväčšenú verziu objektu – je to ako pomocou vesmírneho teleskopu, ktorý sa priblíži a poskytne nám lepšiu vizualizáciu.“
Výhoda je dvojaká: po prvé, objekt na pozadí je predĺžený o oblohu a svetlý, takže je ľahké zachytiť spektrálne hodnoty z rôznych častí objektu. Po druhé, pretože šošovka rozširuje objekt, možno skúmať veľmi malé časti. Napríklad, ak má objekt priemer jeden svetelný rok, môžeme študovať malé kúsky s veľmi vysokou presnosťou.
Spektrálne hodnoty umožňujú astrofyzikom „vidieť“ prvky hlbokého vesmíru, ktoré sú neviditeľné voľným okom, ako sú difúzne plynné DLA a potenciálne galaxie v nich. Zhromažďovanie dôkazov je zvyčajne dlhý a namáhavý proces. Vedci však tento problém vyriešili vykonaním integrálnej spektroskopie pomocou Keck Cosmic Web Imager.
Integrálna spektroskopia poľa umožnila výskumníkom získať spektrum na každom jednom pixeli v oblasti oblohy, na ktorú bolo namierené, vďaka čomu je spektroskopia rozšíreného objektu na oblohe veľmi efektívna. Táto inovácia v kombinácii s predĺženou a jasnou galaxiou s gravitačnou šošovkou umožnila tímu zmapovať difúzny plyn DLA po oblohe s vysokou presnosťou. Pomocou tejto metódy vedci dokázali určiť nielen veľkosť dvoch DLA, ale aj to, že obsahujú hostiteľské galaxie.
"Na túto kombináciu som čakal takmer celú svoju kariéru: dostatočne výkonný ďalekohľad a prístroj a príroda nám dáva trochu šťastia, aby sme študovali nie jednu, ale dve DLA novým spôsobom," uviedli vedci. "Je skvelé vidieť vedu uvedenú do praxe."
Mimochodom, DLA je obrovské. S priemerom viac ako 17,4 kiloparsekov sú viac ako dve tretiny veľkosti modernej galaxie Mliečna dráha. Pre porovnanie, pred 13 miliardami rokov bol priemer typickej galaxie menej ako 5 kiloparsekov. Parsek má 3,26 svetelných rokov a kiloparsek je 1000 56 parsekov, takže svetlu trvá cesta cez každý DLA približne 723 XNUMX rokov.
Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky Ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.
Prečítajte si tiež:
- Moderné delostrelectvo je super zbraň Ukrajiny. A prečo je tu Elon Musk?
- Astronómovia objavili hviezdu „zlatého štandardu“ v Mliečnej dráhe