Skupina astronomov je uporabila novi Veliki milimetrski/submilimetrski niz v Atacami (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA) za točno določitev lokacij preko 100 najbolj rodovitnih galaksij z nastajajočimi zvezdami v mladem vesolju.

ALMA je tako zmogljiva, da je v samo nekaj urah naredila toliko opazovanj teh galaksij, kot jih je bilo narejenih s podobnimi teleskopi po svetu v obdobju več kot desetletja.

Najbolj rodovitni izbruhi rojevanja zvezd v zgodnjem vesolju se nahajajo v oddaljenih galaksijah z veliko vesoljskega prahu. Te galaksije so ključnega pomena za naše razumevanje nastanka in razvoja galaksij tekom zgodovine vesolja. Vendar pa jih zastira prah, ki otežuje njihovo identifikacijo s teleskopi za vidno svetlobo. Da bi jih razločili, morajo astronomi uporabljati teleskope, ki opazujejo svetlobo daljših valovnih dolžin, okoli enega milimetra, kot na primer ALMA.

»Astronomi so na tovrstne podatke čakali več kot desetletje. ALMA je tako zmogljiva, da je popolnoma spremenila način opazovanja teh galaksij, kjub temu, da teleskop ob času opazovanj še ni bil dokončan«, je dejala Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie, Nemčija), glavna avtorica članka, ki predstavlja opazovanja ALMA.

Do zdaj najboljša karta teh oddaljenih prašnih galaksij je bila narejena s pomočjo Stezoiskalca v Atacami (Atacama Pathfinder Experiment telescope - APEX). Pregledal je delček neba, približno velikosti polne Lune[1], in našel 126 tovrstnih galaksij. Vendar je na posnetkih APEX-a, vsak izbruh nastajanja zvezd videti kot razmeroma razmazana packa, ki je lahko tako velika, da je pokrila več kot eno galaksijo, vidno na ostrih posnetkih, narejenih v drugih valovnih dolžinah. Brez natančnega vedenja, katere od galaksij tvorijo zvezde, so bili astronomi pri proučevanju nastajanja zvezd v zgodnjem vesolju omejeni. 

Lociranje pravih galaksij zahteva ostrejša opazovanja in ostrejša opazovanja zahtevajo večji teleskop. Medtem ko ima APEX eno samo12-metrsko anteno v obliki krožnika, pa teleskopi, kot je ALMA, uporabljajo veliko število APEX-u podobnih krožnikov, razporejenih na velikih razdaljah. Signale z vseh anten združijo in dosežejo učinek, ki je enak enemu velikanskemu teleskopu, velikosti celotnega niza anten.

Raziskovalna skupina je uporabila sistem ALMA med prvo fazo znanstvenih opazovanj, ko je bil še vedno v fazi gradnje, da bi opazovala galaksije iz APEX-ove karte . Ob uporabi manj kot četrtine od skupno 66 anten, posejanih na razdaljah do 125 metrov, je ALMA potrebovala samo dve minuti na galaksijo, da je položaj vsake od njih locirala na majhno območje, ki je 200-krat manjše od APEX-ovih svetlobnih pack. S trikratno občutljivostjo pa je ALMA toliko bolj občutljiva od drugih podobnih teleskopov, da je v le nekaj urah podvojila skupno število tovrstnih opazovanj, ki so bila kadarkoli izvedena.  

Ne samo, da je skupina nedvoumno identificirala, katere galaksije imajo območja aktivnega nastajanja zvezd, ampak je v polovici primerov odkrila, da so bile v prejšnjih opazovanjih številne galaksije, kjer nastajajo zvezde, zlite v en sam svetlobni madež. Almin ostri pogled jim je omogočil razločiti posamezne galaksije.

»Prej smo mislili, da najsvetlejše od teh galaksij tvorijo zvezde tisočkrat intenzivneje od naše Galaksije in so morda zato celo v nevarnosti, da eksplodirajo. Almini posnetki so razkrili mnogotere manjše galaksije, ki tvorijo zvezde z nekoliko zmernejšo hitrostjo«, je dejal 

Alexander Karim (Durham University, Velika Britanija), član skupine in glavni avtor spremljevalnega članka o tem delu.

Rezultat je prvi statistično zanesljiv katalog prašnih galaksij z nastajajočimi zvezdami v zgodnjem vesolju. To bo pomembna osnova za bodoče raziskave lastnosti teh galaksij v različnih valovnih dolžinah, brez tveganja napačne interpretacije zaradi med seboj navidezno zlitih galaksij.

Kljub Alminemu ostremu vidu in izjemni občutljivosti, pa imajo teleskopi, kot je APEX, še vedno uporabno vlogo. »APEX lahko pokrije velik del neba hitreje kot ALMA in je tako idealen za odkrivanje teh galaksij. Ko enkrat vemo, kam gledati, lahko uporabimo sistem ALMA, da jih lociramo bolj natančno«, je zaključil Ian Smail (Durham University, Velika Britanija), soavtor novega članka.

Slika prikazuje šest tovrstnih galaksij, kot jih vidi ostro oko Alme (označene so z rdečo). Veliki rdeči krogi označujejo področja, znotraj katerih je te galaksije detektiral APEX. APEX ni dal dovolj ostrih slik, da bi lahko točno identificiali te galaksije, saj je v vsakem krogu več galaksij-kandidatk. Almina opazovanja v podmilimetrskih valovnih dolžinah so na tej sliki sestavljena z infrardečim posnetkom, ki ga je posnela kamera IRAC na vesoljskem teleskopu Spitzer (modra).

Opombe

[1] Opazovanja so bila opravljena na delu neba v južnem ozvezdju Peč, imenovanem Chandrino globoko južno polje. To območje so obsežno proučevali že z mnogimi teleskopi na tleh in v vesolju. Nova opazovanja tega območja z Almo (tako globoka, kot tudi opazovanja z visoko ločljivostjo) v milimetrskem in submilimetrskem delu spektra so tako dopolnila zgodnejša opazovanja. 

Veliki milimetrski/submilimetrski niz v Atacami (Atacama Large millimeter/submillimeter Array - ALMA) je mednarodni astronomski projekt, zgrajen v partnerstvu med Evropo, Severno Ameriko in Vzhodno Azijo ter v sodelovanju z Republiko Čile. Projekt ALMA v Evropi financira Evropski južni observatorij (ESO), v Severni Ameriki U.S. National Science Foundation (NSF) v sodelovanju z National Research Council of Canada (NRC) in National Science Council of Taiwan (NSC) ter v Vzhodni Aziji National Institutes of Natural Sciences (NINS) Japonske v sodelovanju z Academia Sinica (AS) na Tajvanu. Konstruiranje in upravljanje projekta ALMA v imenu Evrope vodi ESO, v imenu Severne Amerike National Radio Astronomy Observatory (NRAO), ki ga vodijo Associated Universities, Inc. (AUI) in v imenu Vzhodne Azije National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Skupen Observatorij ALMA (JAO) omogoča poenoteno vodenje in upravljanje gradnje, preizkušanje in uporabo teleskopa ALMA.

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) je kolaboracija med Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR) s 50% deležem, Onsala Space Observatory (OSO) s 23% in Evropskim južnim observatorijem s 27% deležem.

Ta raziskava je bila predstavljena v članku »An ALMA Survey of Submillimeter Galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Source Catalog and Multiplicity”, avtorjev J. Hodge et al., in bo objavljena v reviji Astrophysical Journal.

Spremljevalni članek “An ALMA survey of submillimetre galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: High resolution 870 μm source counts”, o množici izvorov avtorja A. Karim et al., bo objavljen v Oxford University Press reviji, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Skupino sestavljajo J. A. Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg, Nemčija[MPIA]), A. Karim (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Združeno kraljestvo), I. Smail (Durham), A. M. Swinbank (Durham), F. Walter (MPIA), A. D. Biggs (ESO), R. J. Ivison (UKATC and Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, Združeno kraljestvo), A. Weiss (Max–Planck Institut für Radioastronomie, Bonn, Nemčija), D. M. Alexander (Durham), F. Bertoldi (Argelander–Institute of Astronomy, Bonn University, Nemčija), W. N. Brandt (Institute for Gravitation and the Cosmos & Department of Astronomy & Astrophysics, Pennsylvania State University, University Park, ZDA), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Združeno kraljestvo; Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Halifax, Združeno kraljestvo), K. E. K. Coppin (McGill University, Montreal, Kanada), P. Cox (IRAM, Saint–Martin d’Héres, Francija), A. L. R. Danielson (Durham), H. Dannerbauer (University of Vienna, Avstrija), C. De Breuck (ESO), R. Decarli (MPIA), A. C. Edge (Durham), T. R. Greve (University College London, Združeno kraljestvo), K. K. Knudsen (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Švedska), K. M. Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Nemčija), H.–W. Rix (MPIA), E. Schinnerer (MPIA), J. M. Simpson (Durham), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California, Irvine, ZDA) and P. van der Werf (Leiden Observatory, Nizozemska).

ESO je osrednja medvladna astronomska organizacija v Evropi in doslej v svetu najbolj produktiven zemeljski astronomski observatorij. Vzdržuje ga 15 držav: Avstrija, Belgija, Brazilija, Češka republika, Danska, Francija, Finska, Nemčija, Italija, Nizozemska, Portugalska, Španija, Švedska, Švica in Združeno kraljestvo. ESO izvršuje ambiciozen program, osredotočen na načrtovanje, gradnjo in upravljanje zmogljivih zemeljskih opazovalnih naprav, ki astronomom omogočajo, da pridejo do pomembnih znanstvenih odkritij. ESO igra vodilno vlogo pri promociji in organizaciji sodelovanja pri astronomskih raziskavah. ESO upravlja tri edinstvene opazovalne lokacije svetovnega formata v Čilu: La Silla, Paranal in Chajnantor. V Paranalu upravlja ESO Zelo velik teleskop, na svetu najnaprednejši astronomski observatorij za vidno svetlobo in dva pregledovalna teleskopa. VISTA deluje v infrardeči svetlobi in je največji pregledovalni teleskop na svetu. Pregledni teleskop VLT je največji teleskop, namenjen izključno pregledovanju neba v vidni svetlobi. ESO je evropski partner revolucionarnega astronomskega teleskopa ALMA, največjega obstoječega astronomskega projekta. ESO trenutno načrtuje 39-metrski Evropski izjemno velik optični in bližnji infrardeči teleskop (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope – E-ELT), ki bo postal “največje oko zazrto v nebo na svetu”.

Povezave:

Novica za otroke

Vir: ESO