|
Микроволны раскрывают истинную природу темных галактик
|
|
|
|
Используя несколько радиотелескопов по всему миру, группа астрономов из Центра космического рассвета в Копенгагене обнаружила несколько галактик в ранней Вселенной, которые из-за огромного количества пыли были скрыты от нашего взгляда. Наблюдения позволили команде измерить температуру и толщину пыли, продемонстрировав, что этот тип галактик вносил значительный вклад в общее звездообразование, когда возраст Вселенной составлял всего 1/10 от ее нынешнего возраста. Измерение скорости, с которой звезды рождаются в галактиках в течение космического времени, является одним из основных способов, с помощью которых астрономы описывают свойства и эволюцию галактик. Для оценки так называемой скорости звездообразования используются различные методы, обычно зависящие от света, излучаемого либо звездами, либо веществом, освещаемым звездами.
|
|
|
|
Однако образовавшиеся звезды имеют тенденцию, в свою очередь, создавать пыль — частицы, состоящие из тяжелых элементов, таких как углерод, кремний, кислород и железо. Пыль появляется в виде густых облаков в пространстве между звездами, возможно, полностью скрывая звезды от наших глаз. Это затрудняет учет скорости звездообразования, особенно в молодых, «звездообразующих» галактиках, где пыль еще не успела рассеяться далеко от компактных очагов звездообразования. По мере того как пыль нагревается звездами, она начинает светиться длинноволновым инфракрасным светом, который, хотя и невидим для человеческого глаза, может быть обнаружен телескопами, предназначенными для наблюдения за этими длинами волн. Но для самых компактных, покрытых пылью вспышек звезд мы видим только поверхность облаков. Эти галактики невидимы не только в «доступном для человеческого восприятия» оптическом диапазоне длин волн, но и в начале инфракрасного спектра, совершенно темного даже для космического телескопа Хаббла.
|
|
|
Поэтому группа астрономов под руководством Шуовэня Джина, постдока Марии Кюри в Центре Космического Рассвета, в которую входили несколько других сотрудников DAWN, решила взглянуть на раннюю Вселенную на еще более длинных волнах, используя радио/микроволновые антенны. в двух крупнейших в мире радиообсерваториях: Большой миллиметровой решетке Атакама (ALMA) в Чили и Северной расширенной миллиметровой решетке (NOEMA) во Франции. Вместе с наблюдениями того же поля на небе, полученными с помощью других радиотелескопов, наблюдения Джина выявили популяцию компактных галактик со вспышками звездообразования, скрытых чрезвычайно толстыми пылевыми облаками. Радио- и микроволновые наблюдения позволили астрономам измерить скорость звездообразования и температуру пыли. «В эти эпохи, через 1–2 миллиарда лет после Большого взрыва, галактики, подобные этой, внесли значительный вклад в общую скорость звездообразования во Вселенной, но остаются незамеченными в оптических и ближних инфракрасных наблюдениях», — говорит Шуовэн Джин. Исследование объясняет, почему эти галактики такие темные в оптическом и инфракрасном диапазонах: «Из-за того, что пылевые облака такие толстые и плотные, свет в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах не может проходить сквозь них. Даже свет в дальнем инфракрасном диапазоне частично поглощается», — объясняет Шуовен Джин.
|
|
|
|
Наблюдения выявляют не только пыль, но и молекулы монооксида (CO), смешанные с облаками. Свет, излучаемый углекислым газом, может помочь астрономам исследовать другую важную величину галактик, а именно массу всего газа в галактике. Однако один из ключевых результатов работы Джина и его сотрудников заключается в том, что стандартный способ определения массы газа по выбросу CO2 ошибочен: Наблюдаемый свет исходит от поверхности пылевых облаков. Типичные модели не учитывают, что свет блокируется внутри облаков, изменяя свою длину волны перед тем, как выйти наружу. Учет этого эффекта имеет довольно радикальные последствия: «Наша модель учитывает тот факт, что даже инфракрасный свет не выходит прямо из центра пылевых облаков. Это показывает нам, что предыдущие оценки масс газа были завышены в 2–3 раза в компактных пылевых звездных облаках. формируются галактики», — объясняет Шуовэнь Джин. Исследование только что было принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. Препринт доступен на arXiv.org.
|
|
|
|
Источник
|
