Rühm äsja avastatud galaktikaid Lyman-break tehnika abil. Kujutise krediit: astronoomia ja astrofüüsika. Pilt suuremalt
Rahvusvaheline astronoomide meeskond on läbi viinud ühe kõige üksikasjalikuma vaatluse kõige kaugematest galaktikatest. Need galaktikad on nii kaugel, näeme neid sellisena, nagu nad nägid välja, kui Universum oli vähem kui pool tema praegusest vanusest. Selle uuringu üks suuri üllatusi; aga see, kui palju need noored galaktikad vastavad struktuuridele, mida me praeguses universumis näeme. See tähendab, et galaktikad arenesid tõenäoliselt kokkupõrgete ja ühinemiste kaudu palju varem, kui seni arvati.
Denis Burgarella juhitud Prantsusmaa, USA, Jaapani ja Korea astronoomide meeskond avastas hiljuti varajases universumis uued galaktikad. Neid on esimest korda tuvastatud nii ultraviolettkiirguse kui ka infrapuna lainepikkuse korral. Nende avastustest antakse ülevaade tulevases astronoomia ja astrofüüsika numbris. See avastus on uus samm galaktikate arengu mõistmisel.
Astronoom Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Marseille'i laboratoorium) ja tema kolleegid Prantsusmaalt, USA-st, Jaapanist ja Koreast teatasid hiljuti oma varajases universumis uute galaktikate avastamisest - nii esimest korda lähi-UV ja kauge infrapuna lainepikkustel. See avastus viib varajaste galaktikate esimese põhjaliku uurimise. Avastusest antakse teada astronoomia ja astrofüüsika tulevases numbris.
Teadmised varajaste galaktikate kohta on viimase kümne aasta jooksul teinud suuri edusamme. Alates 1995. aasta lõpust on astronoomid kasutanud uut tehnikat, mida tuntakse kui Lymani murdmise tehnikat. See tehnika võimaldab tuvastada väga kaugeid galaktikaid. Neid nähakse sellisena, nagu nad olid siis, kui Universum oli palju noorem, pakkudes seega vihjeid galaktikate kujunemise ja arengu kohta. Lymani murdmistehnika on kaugemate galaktikate vaatluste piiri nihutanud edasi punanihkega z = 6-7 (see on umbes 5% praegusest universumi vanusest). Astronoomias tähistab punane nihe valguse laine nihkumist Maalt eemaldunud galaktikast. Valguslaine nihkub pikema lainepikkuse poole, see tähendab spektri punase otsa poole. Mida suurem on galaktika punane nihe, seda kaugemal see meist on.
Lymani murdmistehnika põhineb kaugete galaktikate iseloomulikul „kadumisel” ultraviolettlaine lainepikkustel. Kuna kauge galaktika valgus neelab peaaegu täielikult vesiniku lainepikkusel 0,912 nm (tänu vesiniku neeldumisjoontele, mille avastas füüsik Theodore Lyman), siis galaktika "kaob" ultraviolettfiltris. Joonis 2 illustreerib "kadumist" galaktika ultraviolettfiltris. Lymani katkendlikkus peaks teoreetiliselt ilmnema lainepikkusel 0,912. Lühema lainepikkusega footoneid neelab vesinik tähtede ümber või vaadeldavates galaktikates. Suure punasekindlusega galaktikate korral nihkub Lymani katkendlikkus punaselt nii, et see esineks pikema lainepikkusega ja seda saaks Maalt jälgida. Maapealsete vaatluste põhjal saavad astronoomid praegu tuvastada galaktikaid punanihkevahemikuga z ~ 3 kuni z ~ 6. Pärast avastamist on nende galaktikate kohta siiski väga keeruline täiendavat teavet hankida, kuna need on väga nõrgad.
Esmakordselt on Denis Burgarella ja tema meeskond suutnud Lyman-break tehnika abil tuvastada vähem kaugeid galaktikaid. Meeskond kogus andmeid erinevatest päritoludest: NASA GALEXi satelliidi ultraviolettandmed, satelliidi SPITZER infrapunaandmed ja ESO teleskoopide nähtava ulatuse andmed. Nende andmete hulgast valisid nad umbes 300 galaktikat, mis kaotasid ultraviolettvalgust kaugele. Nendel galaktikatel on punanihke vahemikus 0,9 kuni 1,3, see tähendab, et neid täheldatakse hetkel, kui universumil oli vähem kui pool tema praegusest vanusest. See on esimene kord, kui suur proov Lymani murdmis galaktikaid avastatakse kell z ~ 1. Kuna need galaktikad on kaugemal kui seni vaadeldud proovid, on nad ka heledamad ja hõlpsamini uuritavad kõigil lainepikkustel, võimaldades teha sügavat analüüsi ultraviolettkiirguse ja infrapunakiirguse vahel.
Varasemad vaatlused kaugetest galaktikatest on viinud kahe galaktikate klassi avastamiseni, millest üks hõlmab galaktikaid, mis kiirgavad valgust ultraviolett lähedal ja nähtaval lainepikkuse vahemikus. Muud tüüpi galaktikad kiirgavad valgust infrapuna (IR) ja alammimeetri vahemikes. UV-galaktikaid ei täheldatud infrapunavahemikus, IR-galaktikaid UV-valguses ei täheldatud. Seega oli keeruline selgitada, kuidas sellised galaktikad võiksid kujuneda tänapäeva galaktikateks, mis kiirgavad valgust kõigil lainepikkustel. Denis Burgarella ja tema kolleegid on oma tööga astunud sammu selle probleemi lahendamise poole. Vaadates oma uut z ~ 1 galaktikate proovi, leidsid nad, et umbes 40% neist galaktikatest kiirgab valgust ka infrapunakiirguse vahemikus. See on esimene kord, kui nii ultraviolett- kui ka infrapunakiirguse lainepikkuste vahemikus täheldati märkimisväärset arvu kaugeid galaktikaid, hõlmates mõlema põhitüübi omadusi.
Vaatluse põhjal selle proovi kohta järeldas meeskond ka mitmesugust teavet nende galaktikate kohta. UV- ja infrapunakiirguse mõõtmiste kombineerimine võimaldab esimest korda nendes kaugetes galaktikates tähtede moodustumise määra kindlaks teha. Tähed moodustuvad seal väga aktiivselt, kiirusega mõnisada kuni tuhat tähte aastas (meie galaktikas moodustub praegu igal aastal vaid mõni üksik täht). Meeskond uuris ka nende morfoloogiat ja näitas, et enamik neist on spiraalgalaktikad. Siiani arvati, et kauged galaktikad on peamiselt interakteeruvad, ebakorrapärase ja keeruka kujuga galaktikad. Denis Burgarella ja tema kolleegid on nüüd näidanud, et nende proovis olevad galaktikad, mida nähti siis, kui universum oli umbes 40% praegusest vanusest, on korrapärase kujuga, sarnased tänapäeva galaktikatega nagu meie omad. Need annavad uue elemendi meie arusaamisele galaktikate evolutsioonist.
Algne allikas: astronoomia ja astrofüüsika pressiteade
