Галактики, проевшие дырки в космосе, устроили Космический Ренессанс
Галактика Abell 1835 IR1916 побила рекорд дальности
Астрономы в очередной раз обнаружили наиболее отдаленную галактику из всех, известных на настоящий момент. Она находится от нас на расстоянии приблизительно 13,2 миллиарда световых лет. Излучение от этой галактики, именуемой Abell 1835 IR1916, доносит до нас информацию о Вселенной, которой было только 3 % от ее теперешнего возраста. Этот свет был испущен спустя примерно 470 миллионов лет после Большого взрыва и может рассказать нам о том, как формировались первые галактики после "темных веков" ("Dark Ages"), имевших место в истории ранней Вселенной.
Когда горячий водород охлаждался до такой степени, чтобы "слипнуться" в первые галактики ранней Вселенной, электроны в атомах, "выпадавшие" из возбужденного энергетического состояния в основное (наинизшее), интенсивно испускали фотоны с длиной волны, находившейся в далекой ультрафиолетовой области спектра. Эта так называемая лаймановская альфа-эмиссия или первая линия серии Лаймана (ее еще называют резонансной) служит своеобразной "подписью" формирования галактик и имеет характерную длину волны 121,6 нанометра (1216 ангстрем). Атмосфера Земли для далекой УФ-области спектра непрозрачна, однако эта линия, естественно, смещается в красную область спектра - к большим длинам волн - за счет расширения Вселенной и становится доступной для наблюдений. И теперь астрономы могут вычислить возраст такой галактики, просто измеряя красное смещение ее лаймановской альфа-линии.
Розé Пеллó (Roser Pelló) из Южно-Пиренейской обсерватории (Observatoire Midi-Pyrénées) во Франции и Даниэль Шерер (Daniel Schaerer) из Женевской обсерватории (Geneva Observatory) в Швейцарии вместе со своими коллегами получили изображения скопления галактик Abell 1835 (Абелл 1835) с помощью инструмента ISAAC на Очень большом телескопе (Very Large Telescope - VLT) Южной европейской обсерватории (European Southern Observatory - ESO) в Чили. Такие скопления ведут себя как гравитационные линзы и позволяют астрономам изучать галактики, которые в противном случае выглядели бы слишком слабыми, чтобы быть зарегистрированными современной техникой. Свет от Abell 1835 IR1916 усилился где-то от 25 до 100 раз, то есть естественное усиление фактически увеличило апертуру VLT от 8,2 м до 40-80 м).
После идентификации нескольких удаленных объектов Шерер и Пелло исследовали изображения в видимом свете от Канадско-Французско-Гавайского телескопа (Canada-France-Hawaii Telescope - CFHT) на вершине Мауна-Кеа и космического телескопа "Хаббл" (Hubble). Нужные галактики на этих изображениях не видны, и это позволило предположить, что все их излучение сместилось из видимой в инфракрасную область. В целом найдено около шести таких "невидимых" галактик, расположенных от нас на расстояниях свыше 13 миллиардов световых лет. Напомним, что по современным оценкам Большой взрыв случился 13,7 миллиардов лет назад, так что все эти "кандидаты" испустили наблюдаемый ныне свет тогда, когда Вселенной было меньше 700 миллионов лет от роду.
Французско-швейцарская команда обнаружила слабую, но ясную особенность в спектре Abell 1835 IR1916, которая, как они считают, и является лаймановской альфа-линией, смещенной в инфракрасный диапазон, превратившейся в длину волны 1337 нанометров в инфракрасной области спектра. Это соответствует красному смещению 10, которое значительно больше, чем предыдущий рекорд такого рода - 6,6. Если уподобить Вселенную 80-летнему человеку, то предыдущий держатель рекорда будет четырехлетним ребенком, в то время как новооткрытой галактике только-только "исполнилось" два с половиной. Шкала красного смещения - логарифмическая: разность между красным смещением 1 и 2 составляет миллиарды лет, однако разность между красным смещением 6 и 7 - только сотни миллионов. Самое отдаленное космическое "эхо" доносится до нас с красным смещением 1 000 или выше, это излучение, превратившееся в радиоволны. Так что нынешний "рекорд" по всей видимости долго не продержится.
"В принципе можно было бы найти подобным образом с помощью наземных средств галактики с красным смещением 16-18, - говорит Шерер. - На практике, однако, это может оказаться делом весьма затруднительным. Я подозреваю, что красные смещения 11-14 также могут оказаться доступными, но получить такое будет очень сложно".
Впрочем, сами исследователи признают, что галактика Abell 1835 IR1916 на самом деле может находиться к нам на расстоянии меньшем, чем то, что соответствует красному смещению 10,0. Такое может случиться, если причина появления эмиссионной линии не в водороде, а в других элементах - вроде кислорода или азота. Исследователи уже попросили выделить им время для наблюдений на космическом телескопе "Хаббл" для того, чтобы подтвердить или опровергнуть свои нынешние результаты.
Кроме того, Пелло, Шерер и их сотрудники выяснили, что в галактике, какой мы ее теперь видим, идет интенсивное звездообразование, и это уже произвело "на-гора" множество звезд, общая масса которых эквивалентна приблизительно 10 миллионам масс нашего Солнца. Астрономы считают, что эти звезды, которые, возможно, являются "стандартными блоками" сегодняшних больших галактик, когда-то были теми самыми "свечками", что растопили вечный мрак, "проели дырки" в непрозрачном водороде и положили конец "темным векам" в истории ранней Вселенной (что ознаменовало начало так называемого "Космического Ренессанса" - "Cosmic Renaissance"). Так что Abell 1835 IR1916 - это, по всей видимости, не квазар. Однако общая масса всех его звезд, согласно оценкам, в 10 тысяч раз меньше совокупной массы нашего намного более "зрелого" Млечного пути.
До заявления французских и швейцарских астрономов (публикация в журнале Astronomy & Astrophysics) самой отдаленной считалась галактика, представленная научной общественности только две недели назад, - по оценкам, ее красное смещение составляло от 6,6 до 7,0 - это соответствует удаленности от Земли в 13 миллиардов световых лет. А тот "рекорд" в свою очередь затмил достижение января 2003 года - галактики с красным смещением 6,4. Так что эта область астрофизики развивается весьма бурно.
Источники:
VLT Smashes the Record of the Farthest Known Galaxy - ESO Press Release
Galaxy breaks distance record - PhysicsWeb
Newfound Galaxy Shatters Distance Record - Space.com
Far-flung galaxy breaks record - New Scientist
На иллюстрации:
Изображение ISAAC в инфракрасном свете ядра линзирующего скопления Abell 1835 (вверху) с указанием местоположения галактики Abell 1835 IR1916 (белый кружок). Тот факт, что эта галактика не обнаружена в видимом свете, является признаком того, что она имеет красное смещение около 10. Фото ESO
Обсудить
Статьи по теме
Галактики, проевшие дырки в космосе, устроили Космический Ренессанс
Астрономы в очередной раз обнаружили наиболее отдаленную галактику из всех, известных на настоящий момент. Она находится от нас на расстоянии приблизительно 13,2 миллиарда световых лет. Излучение от этой галактики, именуемой Abell 1835 IR1916, доносит до нас информацию о Вселенной, которой было только 3 % от ее теперешнего возраста. Этот свет был испущен спустя примерно 470 миллионов лет после Большого взрыва и может рассказать нам о том, как формировались первые галактики после "темных веков", имевших место в истории ранней Вселенной.
После Большого взрыва свет не спешил "отделяться от тьмы"
Во времена одного из самых ранних периодов своей истории Вселенная была почти вся сплошь "затянута" туманом из атомов водорода и гелия. Даже яркое ультрафиолетовое излучение самых первых звезд в новорожденных галактиках не могло пробиться через эту всепоглощающую завесу из газа, что дало астрономам повод назвать эту космическую эру "темными веками". Только по прошествии сотен миллионов лет первородные звезды смогли постепенно разогреть и ионизировать окружающий газ, преобразовав непроницаемый океан космоса в современное прозрачное космическое пространство. Возможно даже, что переионизация протекала в ходе двух различных фаз, связанных с первым и вторым поколениями звезд.
"Хаббл" и пара телескопов "Кек" нашли галактику, знаменующую конец "темных веков"
Международная группа астрономов обнаружила новую "рекордную" по удаленности от нас галактику во Вселенной. Расположенная приблизительно в 13 млрд световых лет от Земли, она выглядит такой, какой была спустя всего лишь 750 млн лет после Большого взрыва, когда Вселенной исполнилось только 5 % от ее нынешнего возраста. "Ископаемая" галактика была идентифицирована объединенными усилиями космического телескопа "Хаббл" и пары телескопов Кек на Гавайях. Кроме земной и околоземной техники астрономам на помощь также пришел эффект естественной "космической гравитационной линзы", которая усилила яркость отдаленного объекта.
Гравитационная линза показывает сердце отдаленной галактики
В настоящее время известно уже множество примеров наблюдений галактик, действующих подобно "гравитационным линзам". Лучи света, проходя рядом с ними, отклоняются мощным гравитационным полем. За счет такого "линзирования" на небе появляется несколько дополнительных видимых изображений какого-нибудь отдаленного объекта, расположенного за такой галактикой - например, это может быть яркий квазар. Теперь астрофизики раскрыли важную тайну, связанную с этим феноменом.
Теория "холодного темного вещества" получила экспериментальное подтверждение
Канадским астрономам из Университета Торонто удалось измерить протяженность и определить форму массивных невидимых галактических ореолов, состоящих, согласно современным теориям, из темного вещества. Выяснилось, что размеры таких ореолов могут в 5-8 раз превышать видимые размеры галактик (то есть светящееся вещество - звезды). Ученые использовали в своих целях эффект, называемый "гравитационным линзированием".
Темная энергия уходит в тень: получено новое свидетельство существования антигравитации
Астрономы Слоановского цифрового обзора неба объявили о получении еще одного независимого свидетельства существования таинственной темной энергии. Исследователи нашли своеобразный отпечаток темной энергии (или, как они называют это явление, "тень" темной энергии) путем изучения корреляций между изображениями миллионов галактик, полученных в ходе реализации программы SDSS, и картой распределения вариаций температуры реликтового излучения, "нарисованной" зондом WMAP.
"Твикинг" гравитации покончит с потребностью в странных силах
Факт существования темной энергии, казалось бы, однозначно подтвержден наблюдениями за удаленными сверхновыми и экспериментами с микроволновым космическим фоном. Однако теперь группа американских физиков показывает, что факт непрерывно ускоряющегося расширения Вселенной, который лег в основу подобной гипотезы, можно объяснить и не призывая на помощь мистическую "дарк энерджи".
Столкновение двух безумных гигантских колес на скорости 10 млн км в час
На этой выразительной фотографии, полученной с помощью космического телескопа "Хаббл", запечатлена пыльная спиральная галактика, которая, вращаясь, проходит через другую большую яркую галактику NGC 1275. Рентгеновское и радиоизлучение с большой вероятностью указывают на наличие черной дыры в центре этой яркой галактики. NGC 1275 находится от нас на расстоянии примерно 235 млн световых лет в созвездии Персея.
Найден новый спутник Млечного пути на "неправильной" орбите
Новые наблюдения, выполненные на гигантском радиотелескопе GBT, показали: то, что раньше считалось межгалактическим облаком, находящимся на неизвестном расстоянии, на самом деле - спутниковая галактика Млечного пути, которая обращается по орбите вокруг Галактического центра в направлении, противоположном большинству остальных галактических спутников.
Галактика M64 "сглазила" своего компаньона
В результате столкновения двух галактик родилась новая звездная система с необычным внешним видом и причудливой внутренней системой движения звездного вещества, эта особенность сама по себе является причиной яростного звездообразования. Прекрасно прорисованные детали темной зоны можно рассмотреть на этой фотографии центральной части M64, полученной с помощью космического телескопа "Хаббл".
Ранняя Вселенная: впервые удалось определить размеры реликтовых галактик
Астрономы Израиля и США нашли первое прямое подтверждение тому, что по крайней мере некоторые галактики размером с Млечный путь уже успели сформироваться, когда Вселенной от роду было меньше миллиарда лет. На иллюстрации - смоделированная структура ранней Вселенной. Первые галактики размером с Млечный путь выглядят как яркие пятна в вершинах этих своеобразных галактических нитей.
В ранней Вселенной все звезды были лишены планет
Новые исследования показали, что первые звезды солнечного типа были всего лишь одинокими плазменными шарами, двигающимися по Вселенной, лишенной планет и уж тем более жизни. Эти звезды рождались, развивались и погибали в условиях бесплодной, безжизненной изоляции, однако со временем они помогли Вселенной измениться, они ответственны за синтез тяжелых элементов вроде углерода и кислорода, которые в конечном счете и привели к появлению первых планет, подобных нашей Земле.
Первые звезды не были одиноки: астрономы нашли небывало древнюю планету
Астрономы нашли самую древнюю и самую далекую из всех известных на сегодняшний момент планет. Она движется по орбите вокруг двойной квазизвездной системы в созвездии Скорпиона на расстоянии 5 600 световых лет от Земли. Новое открытие дарит нам надежду, что и в нашей Галактике формирование планет, возможно, началось гораздо раньше, чем о том говорят современные теории, а своими планетными системами при этом обладают едва ли не все звезды.
Новости по теме
