22.11.2019
PL EN
24.07.2015 aktualizacja 24.07.2015

Astronomowie zbadali obłoki gazu w najwcześniejszych galaktykach

Połączenie obrazów z ALMA oraz z teleskopu VLT. Centralny obiekt jest bardzo odległą galaktyką BDF 3299 widzianą w stanie gdy Wszechświat miał zaledwie 800 milionów lat. Źródło: ESO/R. Maiolino. Połączenie obrazów z ALMA oraz z teleskopu VLT. Centralny obiekt jest bardzo odległą galaktyką BDF 3299 widzianą w stanie gdy Wszechświat miał zaledwie 800 milionów lat. Źródło: ESO/R. Maiolino.

Naukowcy z Wielkiej Brytanii, Włoch i Stanów Zjednoczonych użyli sieci radioteleskopów ALMA do zbadania obłoków gazu w najwcześniejszych galaktykach w okresie kilkuset milionów lat po Wielkim Wybuchu - poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Po raz pierwszy naukowcy uzyskali obrazy najdalszych galaktyk z rozdzielczością taką, że nie są one widoczne jedynie jako słabe plamki, ale można było zidentyfikować emisję od obłoków gazu zawierających zjonizowany węgiel.

Naukowcy z zespołu, którym kierował Roberto Maiolino (Cavendish Laboratory oraz Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Wielka Brytania), skupili się na badaniach galaktyk widocznych w stanie, jaki miały mniej więcej 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu (przesunięcie ku czerwieni od 6,8 do 7,1). Nie szukali światła gwiazd, ani bardzo jasnych obiektów, takich jak kwazary. Zamiast tego zbadali coś mniej spektakularnego, ale dużo powszechniejszego i niezwykle istotnego dla procesów powstawania gwiazd i ewolucji galaktyk, czyli obłoki gazu.

A dokładniej, szukali promieniowania od zjonizowanego węgla. Linia widmowa zjonizowanego węgla jest w tym przypadku szczególna, bowiem unosi większość energii dostarczonej przez gwiazdy do obłoku gazu i pozwala śledzić chłodny gaz, z którego formują się gwiazdy. W szczególności badano linię jednokrotnie zjonizowanego węgla [C II] o długości 158 mikrometrów. Na skutek rozszerzania się Wszechświata linia ta w momencie dotarcia do Ziemi ma długość około 1,3 milimetra, czyli właśnie w zakresie czułości sieci radioteleskopów ALMA.

W przypadku galaktyki BDF 3299 sieć ALMA była w stanie uchwycić słaby sygnał od świecącego węgla. Emisja nie pochodziła z centrum galaktyki, ale z jednego z jej brzegów. Naukowcy sądzą, że takie umiejscowienie źródła emisji oznacza, iż centralne obłoki gazu zostały rozerwane jako konsekwencja powstawania nowych gwiazd (poprzez ich intensywne promieniowanie oraz wybuchy supernowych). Na dodatek dzięki obserwacjom węgla można było śledzić, w jaki sposób świeży, zimny gaz jest pobierany przez galaktykę z ośrodka międzygalaktycznego.

Oprócz obserwacji przeprowadzono także na podstawie uzyskanych wyników symulacje komputerowe. Dalsze tego typu badania pozwolą naukowcom zrozumieć złożoną strukturę ośrodka międzygwiazdowego i oddziaływania w nim zachodzące (przetrwanie lub rozpad obłoków molekularnych, ucieczka promieniowania jonizującego, wpływ młodych gwiazd na obłoki gazu).

We wczesnym etapie swojego istnienia Wszechświat był nieprzezroczysty dla promieniowania. Gaz wodoru neutralnego, którym był wypełniony, absorbował prawie całe promieniowanie ultrafioletowe od młodych gwiazd, dlatego tak trudno je dostrzec we wczesnym Wszechświecie. Jednak wraz z powstawaniem kolejnych gwiazd, absorpcja ich promieniowania stopniowo jonizowała gaz, czyniąc go coraz bardzie przezroczystym. Początkowo były to bąble w gazie wokół zgrupowań gwiazd, które stopniowo łączyły się w coraz większe obszary przezroczystego gazu. Gdy wypełniły cały kosmos, zakończyła się era zwana przez astronomów epoką rejonizacji. Zaobserwowane przez ALMA odlegle galaktyki dostarczają nam informacji właśnie o tym przełomowym dla ewolucji Wszechświata okresie. (PAP)

cza/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2019