|
Телескоп для изучения галактических окаменелостей
|
|
|
|
Вселенная - динамичное, постоянно меняющееся место, где галактики танцуют, сливаются друг с другом и меняют свой внешний вид. К сожалению, поскольку эти изменения происходят миллионы или миллиарды лет, телескопы могут делать только моментальные снимки, которые укладываются в продолжительность человеческой жизни.
|
|
|
|
Однако галактики оставляют после себя подсказки о своей истории и о том, как они появились на свет. Космический телескоп НАСА "Нэнси Грейс Роман", который будет запущен в эксплуатацию в ближайшее время, сможет найти эти следы формирования галактик с помощью изображений галактик в близлежащей Вселенной с высоким разрешением.
|
|
|
|
Астрономы разрабатывают набор возможных наблюдений под названием RINGS (Roman Infrared Nearby Galaxies Survey), который позволил бы получить эти замечательные изображения, и команда разрабатывает общедоступные инструменты, которые астрономическое сообщество сможет использовать, как только Roman запустит и начнет собирать данные. Исследование RINGS - это предварительная концепция, которая может быть реализована, а может и не быть, во время научной миссии Романа.
|
|
|
Благодаря разрешающей способности, сравнимой с разрешением космического телескопа НАСА "Хаббл", и широкому полю обзора (в 200 раз больше, чем у телескопа "Хаббл" в инфракрасном диапазоне), Roman идеально подходит для наблюдения за кольцами, что делает его телескопом для обзора неба, дополняющим возможности узкопрофильного телескопа "Хаббл".
|
|
Галактические археологи
|
|
|
|
Ученые могут рассматривать только краткие примеры из жизни эволюционирующих галактик, которые в конечном итоге приводят к полностью сформированным галактикам, окружающим нас сегодня. В результате формирование галактик может быть трудно отследить.
|
|
|
|
К счастью, галактики оставляют после себя намеки на свою эволюцию в своих звездных структурах, почти так же, как организмы на Земле могут оставлять отпечатки в горных породах. Эти галактические "окаменелости" представляют собой группы древних звезд, которые хранят историю формирования и эволюции галактики, включая химический состав галактики, когда образовались эти звезды.
|
|
|
|
Такие космические окаменелости представляют особый интерес для Робин Сандерсон, заместителя главного исследователя RINGS в Пенсильванском университете в Филадельфии. Она описывает процесс анализа звездных структур в галактиках как "процесс раскопок, когда пытаешься разобрать кости и сложить их обратно".
|
|
|
|
Высокое разрешение Roman позволит ученым выделить эти галактические окаменелости, используя структуры, варьирующиеся от длинных хвостов приливов на окраинах галактики до звездных потоков внутри галактики. Эти крупномасштабные структуры, которые Roman способен запечатлеть, могут дать ключ к истории слияния галактик. Цель, по словам Сандерсона, состоит в том, чтобы "собрать воедино эти окаменелости, чтобы заглянуть в прошлое и понять, как возникли эти галактики".
|
|
Пролить свет на темную материю
|
|
|
|
КОЛЬЦА также позволят провести дальнейшие исследования одной из самых загадочных субстанций во Вселенной: темной материи, невидимой формы вещества, которая составляет большую часть массы галактики. Особенно полезным классом объектов для проверки теорий о темной материи являются ультраслабые карликовые галактики.
|
|
|
|
По словам Раджи Гухатакурты из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, "в сверхслабых карликовых галактиках настолько преобладает темная материя, что в них очень мало нормального вещества для звездообразования. Поскольку образуется так мало звезд, ультраслабые галактики, по сути, можно рассматривать как чистые сгустки темной материи для изучения".
|
|
|
|
Roman, благодаря своему большому полю обзора и высокому разрешению, будет наблюдать за этими сверхслабыми галактиками, чтобы помочь проверить многочисленные теории о темной материи. Благодаря этим новым данным астрономическое сообщество приблизится к выяснению истины об этой ненаблюдаемой темной материи, которая значительно превосходит видимую материю: темная материя составляет около 80% вещества Вселенной, в то время как обычная материя составляет оставшиеся 20%.
|
|
|
|
Сверхслабые галактики - далеко не единственный способ обнаружения темной материи. Часто достаточно просто заглянуть на задний двор галактики среднего размера. Структуры в звездном ореоле, окружающем галактику, часто дают представление о количестве присутствующей темной материи. Однако из-за огромного размера галактических гало (они часто в 15-20 раз больше самой галактики) современные телескопы крайне неэффективны при их наблюдении.
|
|
|
|
На данный момент единственными полностью разрешенными галактическими гало, которые есть у ученых, являются наш собственный Млечный Путь и Андромеда, наша соседняя галактика. Бен Уильямс, главный исследователь RINGS в Вашингтонском университете в Сиэтле, описывает, как сила Романа поможет решить эту проблему: "У нас есть надежные измерения только Млечного Пути и Андромеды, потому что они находятся достаточно близко, чтобы мы могли получить измерения большого количества звезд, распределенных по их звездным ореолам. Итак, с Романом у нас внезапно появится 100 или более таких полностью разрешенных галактик".
|
|
|
|
Ожидается, что запуск Roman в мае 2027 года коренным образом изменит представления ученых о галактиках. В процессе работы он прольет некоторый свет на нашу родную галактику. Млечный Путь легко изучить вблизи, но у нас нет достаточно большой селфи-палки, чтобы сфотографировать всю нашу галактику и окружающее ее гало. RINGS показывает, на что способен Роман, если такая съемка будет одобрена.
|
|
|
|
Изучая близлежащую Вселенную, RINGS могут исследовать галактики, похожие по размеру и возрасту на Млечный Путь, и пролить свет на то, как мы здесь оказались.
|
|
|
|
Источник
|
