Astronomowie zbadali tlen w odległej galaktyce
Amerykańscy astronomowie użyli jednego z największych teleskopów na świecie do zbadania tlenu w odległej galaktyce, od której światło biegnie do nas 12 miliardów lat - informuje W. M. Keck Observatory.
Tlen jest trzecim najbardziej powszechnym pierwiastkiem we Wszechświecie. Jest tworzony wewnątrz gwiazd i uwalniany do międzygwiazdowego gazu, gdy gwiazdy umierają.
Na zawartość tlenu w galaktyce mają wpływ głównie trzy czynniki. Po pierwsze – ile tlenu pochodzi od masywnych gwiazd, które wybuchając jako supernowe, rozprzestrzeniają go w materii międzygwiazdowej. Po drugie – jaka jego część jest wyrzucana z galaktyki dzięki tzw. superwiatrom o prędkościach setek tysięcy kilometrów na godzinę. Po trzecie – jak wiele tlenu dociera do galaktyki z przestrzeni międzygalaktycznej. Mierząc poziom tlenu, można następnie wnioskować o wymienionych procesach i ulepszać modele ewolucji galaktyk.
Zbadana galaktyka nosi oznaczenie COSMOS-1908. Zawiera zaledwie około miliarda gwiazd – dla porównania w Drodze Mlecznej jest ich około 100 razy więcej. Charakteryzuje się bardzo wysokim tempem formowania nowych gwiazd (rzędu 50 mas Słońca na rok). Tzw. przesunięcie ku czerwieni wynosi dla tej galaktyki z = 3,08, co oznacza, że światło z galaktyki COSMOS-1908 potrzebuje 12 miliardów lat, aby dotrzeć do Ziemi, naukowcy mają zatem okazję zbadać stan galaktyki w dość wczesnym etapie ewolucji Wszechświata.
Jest to największy dystans, dla którego udało się zmierzyć bezpośrednio jedną z linii zjonizowanego tlenu. Znajomość zawartości tlenu w galaktykach jest istotna dla badań ewolucji galaktyk i procesów gwiazdotwórczych. O ile w przypadku bliskich galaktyk astronomowie są w stanie dość precyzyjnie ustalić, jak dużo tlenu występuje w tych obiektach, to dla galaktyk odległych o miliardy lat świetlnych stosowane są zwykle mało precyzyjne metody pośrednie. W przypadku COSMOS-1908 udało się jednak dokonać bezpośrednich pomiarów.
Do obserwacji użyto instrumentu o nazwie Multi-Object Spectrometer for Infra-Red Exploration (MOSFIRE), pracującego na 10-metrowym teleskopie Kecka w obserwatorium na Manua Kea na Hawajach. Jest to spektrograf służący do rozdzielania światła na poszczególne długości fali (barwy), dzięki czemu można określić, ile energii jest emitowane dla konkretnej długości fali. Ponieważ poszczególne pierwiastki mają charakterystyczne długości fali, na których emitują lub absorbują światło, można w ten sposób badać ich występowanie w materii międzygwiazdowej czy gwiazdach.
Dane, które analizowano, zostały zebrane w ramach przeglądu nieba MOSFIRE Deep Evolution Field (MOSDEF). Od 2012 do 2016 roku projekt MOSDEF miał przydzielone prawie 50 nocy obserwacyjnych na teleskopie Keck I (jednym z największym teleskopów optycznych na świecie), aby badać odległe galaktyki.
Pomiary wykazały, że zawartość tlenu w COSMOS-1908 jest na poziomie 20 proc. zawartości tego pierwiastka obserwowanej na Słońcu (chodzi o względną zawartość tlenu w stosunku do wodoru i innych pierwiastków). Wyniki badań opisano w „Astrophysical Journal Letters”. (PAP)
cza/ mrt/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
