Ugasnimo luči in postavimo oder ... Mi se premikamo skozi vesolje, gledamo ne le na oddaljene galaksije, ampak na neverjetno oddaljeno preteklost. Zdaj pa nova opažanja, ki smo jih opravili z veliko milimetrsko / submilimetrsko matriko Atacama (ALMA), nam kažejo, da so se ti potopi zvezdnega ustvarjanja morda začeli že veliko prej, kot so mislili.
Glede na najnovejšo raziskavo, objavljeno v današnji izdaji časopisa, Narava, in v Astrofizični vestnik, so raziskovalci odkrili fascinantna odkritja, izvedena z novim mednarodnim opazovalnico ALMA - ki danes praznuje svojo otvoritev. Med svojimi številnimi dosežki nam je ALMA dala pogled še globlje v vesolje - pokazal nam je starodavne galaksije, ki so morda oddaljene več milijard svetlobnih let. Opazovanja teh zvezdnih galaksij kažejo, da so zvezde nastale v blaznosti iz ogromnih nahajališč kozmičnega plina in prahu.
Nalaganje igralca ...
"Bolj ko je galaksija bolj oddaljena, v preteklost je videti, zato z merjenjem njihovih razdalj lahko sestavimo časovnico, kako močno je vesolje ustvarjalo nove zvezde v različnih fazah svoje 13,7 milijarde letne zgodovine," je dejal Joaquin Vieira (Kalifornijski tehnološki inštitut, ZDA), ki je vodil ekipo in je glavni avtor prispevka v reviji Narava.
Le kako so nastala ta opažanja? Pred ALMA je mednarodna skupina raziskovalcev zaposlila 10-metrski teleskop Južnega pola (SPT) ameriške Nacionalne znanstvene fundacije, da bi poiskala te oddaljene prebivalce, nato pa jih napotila, da so si v začetku vesolja podrobneje ogledali "zvezdni otroški boom" epoha. Kar so našli, jih je presenetilo. Očitno so zvezde, ki tvorijo zvezde, še bolj oddaljene, kot je bilo prej sumljivo ... njihov napad zvezdnega ustvarjanja se je začel pred približno 12 milijardami let. V tem časovnem okviru je vesolje malo manj kot 2 milijardi let, eksplozija zvezd pa se je zgodila nekaj milijard let prej, kot so astronomi predvidevali. Opazovanja ALMA so vključevala dve galaksiji - "najbolj oddaljeno takšne vrste, kar jih je bilo kdaj videti" -, ki sta vsebovali dodatno razodetje. Ne samo, da so njihovi razdalji podrli astronomske rekorde, ampak so znotraj njih zaznali molekule vode.
Vendar dve galaksiji nista edini rezultat za ALMA. Raziskovalna skupina je zasedla 26 galaksij na valovnih dolžinah približno tri milimetre. Izjemna občutljivost te vrhunske tehnologije uporablja merjenje svetlobnih valovnih dolžin - valovnih dolžin, ki jih proizvajajo molekule plina galaksije in se raztezajo s širitvijo Vesolja. S skrbnim merjenjem "raztezanja" lahko astronomi presodijo, koliko časa je svetloba potrebovala, da doseže nas in natančneje opredeli svojo točko.
"Občutljivost in širok razpon valovnih dolžin pomeni, da lahko meritve opravimo v nekaj minutah na galaksiji - približno sto krat hitreje kot prej," je dejal Axel Weiss (Max-Planck-Institut za radioastronomijo v Bonnu, Nemčija), ki je vodil delati za merjenje razdalj do galaksij. "Prej bi bila takšna meritev zahteven postopek združevanja podatkov iz vidne svetlobe in radijskih teleskopov."
Večinoma bi opažanja ALMA zadostovala za določitev razdalje, toda ekipa je vključila tudi podatke ALMA z eksperimentom Atacama Pathfinder (APEX) in zelo velikim teleskopom ESO za izbranih nekaj galaksij. Trenutno astronomi uporabljajo le majhen del zmogljivosti ALMA - samo 16 od 66 masivnih anten - in se osredotočajo na svetlejše galaksije. Ko je ALMA popolnoma funkcionalna, se bo lahko postavila na nič manj šibkih ciljev. Vendar raziskovalci niso smeli zamuditi nobenih priložnosti in so pri svojih ugotovitvah uporabili gravitacijsko lečo.
"Te čudovite slike z ALMA prikazujejo galaksije v ozadju, ki so se prepletale v več lokov svetlobe, znanih kot Einsteinovi obroči, ki obkrožajo sprednje galaksije," je dejal Yashar Hezaveh (univerza McGill, Montreal, Kanada), ki je vodil študijo gravitacijske leče. "Mi uporabljamo ogromno količino temne snovi, ki obdaja galaksije na polovici vesolja kot kozmične teleskope, da bi še bolj oddaljene galaksije izgledale večje in svetlejše."
Kako svetlo je svetlo? Kot poroča tiskovna objava, je analiza izkrivljanja pokazala, da bi lahko bil del teh daleč napihnjenih zvezd, ki tvorijo zvezde, svetel kot 40 trilijonov Sončkov… nato pa s pomočjo gravitacijske leče povečan do 22-krat več.
"Preden je bilo na teh submilimetrskih valovnih dolžinah najdenih le nekaj gravitacijsko posodjenih galaksij, zdaj pa sta jih SPT in ALMA odkrila na desetine." je dejal Carlos De Breuck (ESO), član ekipe. "Tovrstna znanost se je prej izvajala večinoma na valovnih dolžinah vidne svetlobe s vesoljskim teleskopom Hubble, vendar naši rezultati kažejo, da je ALMA zelo močan nov igralec na terenu."
"To je odličen primer, ko astronomi z vsega sveta sodelujejo pri neverjetnem odkritju z najsodobnejšim objektom," je dejal član ekipe Daniel Marrone (Univerza Arizona, ZDA). »To je šele začetek za ALMA in za preučevanje teh zvezdnih zvezd. Naslednji korak je podrobneje preučiti te predmete in natančno ugotoviti, kako in zakaj tvorijo zvezde s tako velikimi hitrostmi. "
Prosim, da prižgete hišne luči. Ko se ALMA vedno bolj spogleduje s preteklostjo, bomo morda nekega dne ujeli sebe in se ozrli nazaj.
