Skupina na novo odkritih galaksij s tehniko Lyman-break. Kreditna slika: Astronomija in astrofizika. Kliknite za povečavo
Mednarodna ekipa astronomov je opravila eno najbolj podrobnih raziskav najbolj oddaljenih galaksij. Te galaksije so tako daleč, vidimo jih tako, kot so izgledale, ko je bilo Vesolje manj kot polovica trenutne starosti. Eno izmed velikih presenečenj te raziskave; koliko pa se te mlade galaksije ujemajo s strukturami, ki jih vidimo v trenutnem Vesolju. To pomeni, da so se galaksije verjetno razvile skozi trke in združitve veliko prej, kot je prej veljalo.
Ekipa astronomov iz Francije, ZDA, Japonske in Koreje pod vodstvom Denisa Burgarele je nedavno odkrila nove galaksije v zgodnjem vesolju. Prvič so jih zaznali tako v bližnji UV svetlobi kot na valovnih dolžinah infrardeče infrardeče vode. O njihovih ugotovitvah bomo poročali v prihodnji številki Astronomy & Astrophysics. To odkritje je nov korak pri razumevanju razvoja galaksij.
Astronom Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francija) in njegovi kolegi iz Francije, ZDA, Japonske in Koreje so pred kratkim prvič napovedali svoje odkritje novih galaksij v zgodnjem vesolju. v bližnjem UV-žarku in v daljinskem infrardeči valovni dolžini. To odkritje vodi do prve temeljite raziskave zgodnjih galaksij. O odkritju bomo poročali v prihodnji številki Astronomy & Astrophysics.
Znanje zgodnjih galaksij je v zadnjih desetih letih močno napredovalo. Od konca leta 1995 astronomi uporabljajo novo tehniko, znano kot "Lyman-break tehnika". Ta tehnika omogoča zaznavanje zelo oddaljenih galaksij. Vidimo jih takšne, kot so bili, ko je bilo vesolje veliko mlajše, kar je dajalo namige o tem, kako so se galaksije oblikovale in razvijale. Lymanova prelomna tehnika je pomaknila mejo daljnih raziskovanj galaksije naprej do rdečega premika z = 6-7 (to je približno 5% sedanje dobe vesolja). V astronomiji rdeče premikanje označuje premik svetlobnega vala iz galaksije, ki se odmika od Zemlje. Svetlobni val je premaknjen proti daljšim valovnim dolžinam, torej proti rdečemu koncu spektra. Čim višji je rdeč premik neke galaksije, tem dlje je od nas.
Lymanova prelomna tehnika temelji na značilnem "izginotju" oddaljenih galaksij, opaženih v valovnih dolžinah na daljinskem UV žarku. Ker svetloba iz oddaljene galaksije skoraj v celoti absorbira vodik pri 0,912 nm (zaradi absorbcijskih vodikov, ki jih je odkril fizik Theodore Lyman), galaksija "izgine" v ultravijoličnem filtru. Slika 2 prikazuje "izginotje"? galaksije v oddaljenem UV-filtru. Lymanova prekinitev naj bi teoretično nastala pri 0,912 nm. Fotoni pri krajših valovnih dolžinah absorbirajo vodik okoli zvezd ali znotraj opazovanih galaksij. Za galaksije z velikim rdečim premikom je Lymanova prekinitev spremenjena tako, da se pojavlja na daljši valovni dolžini in jo lahko opazujemo z Zemlje. Od zemeljskih opazovanj lahko astronomi trenutno zaznajo galaksije z razponom rdečega premika od z ~ 3 do z ~ 6. Vendar, ko jih odkrijemo, je še vedno zelo težko pridobiti dodatne informacije o teh galaksijah, saj jih je zelo slabo.
Denis Burgarella in njegova ekipa so prvič s pomočjo tehnike Lyman-break lahko zaznali manj oddaljene galaksije. Skupina je zbirala podatke različnega izvora: UV podatke s satelita NASA GALEX, infrardeče podatke s satelita SPITZER in podatke v vidnem območju na teleskopih ESO. Iz teh podatkov so izbrali približno 300 galaksij, ki kažejo izginotje z ultravijoličnimi žarki. Te galaksije imajo rdeč premik od 0,9 do 1,3, torej jih opazimo v trenutku, ko je vesolje imelo manj kot polovico svoje trenutne starosti. To je prvič odkrit velik vzorec Lyman Break Galaxies pri z ~ 1. Ker so te galaksije manj oddaljene od vzorcev, ki smo jih opazovali do zdaj, so tudi svetlejše in jih je lažje preučiti na vseh valovnih dolžinah, kar omogoča globinsko analizo od UV do infrardečega.
Prejšnja opazovanja daljnih galaksij so privedla do odkritja dveh razredov galaksij, od katerih ena vključuje galaksije, ki oddajajo svetlobo v bližnjem UV območju in vidnem območju valovnih dolžin. Druga vrsta galaksije oddaja svetlobo v infrardečem (IR) in submilimetrskem območju. UV galaksij niso opazili v infrardečem območju, medtem ko IR galaksij niso bile opažene v UV. Tako je bilo težko razložiti, kako se lahko take galaksije razvijejo v današnje galaksije, ki oddajajo svetlobo na vseh valovnih dolžinah. Denis Burgarella in njegovi sodelavci so s svojim delom naredili korak k reševanju tega problema. Ob opazovanju njihovega novega vzorca z ~ 1 galaksij so ugotovili, da približno 40% teh galaksij oddaja tudi svetlobo v infrardečem območju. To je prvič, da so opazili znatno število oddaljenih galaksij v območju UV in IR valovne dolžine, ki vključujejo lastnosti obeh glavnih vrst.
Iz njihovih opazovanj tega vzorca je skupina sklepala tudi na različne informacije o teh galaksijah. Če združite UV in infrardeče meritve, lahko prvič določite stopnjo tvorbe zvezd v teh oddaljenih galaksijah. Zvezde tam tvorijo zelo aktivno, s hitrostjo nekaj sto do tisoč zvezd na leto (v naši Galaksiji se vsako leto oblikuje le nekaj zvezd). Skupina je preučila tudi njihovo morfologijo in pokazala, da so večinoma spiralne galaksije. Do zdaj so veljale, da so oddaljene galaksije večinoma interaktivne galaksije z nepravilnimi in zapletenimi oblikami. Denis Burgarella in njegovi sodelavci so zdaj pokazali, da imajo galaksije v njihovem vzorcu, ki jih je videlo, ko je vesolje imelo približno 40% svoje trenutne starosti, pravilne oblike, podobne današnjim galaksijam kot naša. Prinašajo nov element našega razumevanja razvoja galaksij.
Izvirni vir: Novice o astronomiji in astrofiziki
