Teadlased on leidnud viisi, kuidas vaadata Maa atmosfäärist ja iidsest kosmilisest tolmust mööda, et heita pilk galaktikatele, mis tekkisid Universumi esimese 5 miljardi aasta jooksul.
Uus uuring, mis ilmus täna ajakirjas Nature, paljastab esmakordseid uudiseid tähtede moodustamisega piirkondadest nii lähedal kui ka kaugel - sealhulgas ka Universumi servadest, mis on universumi laienemise tõttu meist kiiremini eemaldunud.
Need leiud selgitavad ka kauge infrapunatausta allikaid, mis on pikka aega varjatud saladuses.
Avastused pärinevad õhupallidest tuleva suure avaga submillimeetri teleskoobist (BLAST), mis hõljus 2006. aastal Antarktika kohal 120 000 jalga (36 576 meetrit).
BLAST-i meeskond otsustas kaardistada konkreetse taevapiirkonna nimega Suur observatooriumide päritolu sügav uuring - lõunaosa (GOODS-South), mida NASA kolm „suurt observatooriumi“ - Hubble'i, Spitzeri ja Chandra kosmoseteleskoobid - muudel lainepikkustel uurisid. . Ühel eepilisel 11-päevasel õhupalli lennul leidis BLAST enam kui kümme korda maapinnal tehtud vaatluste kümnendi jooksul avastatud submillimeetri tähepurustusega galaktikaid.
"Mõõtsime kõike, alates tuhandetest väikestest pilvedest meie enda galaktikas, kus tekivad tähed, kuni galaktikateni Universumis, kui see oli vaid veerand praegusest vanusest," ütles juhtautor Mark Devlin Pennsylvania ülikoolist.
1980ndatel ja 1990ndatel leiti, et teatud galaktikad, mida nimetatakse ultraheli-infrapuna galaktikateks, sünnitavad sadu kordi rohkem tähti kui meie endi kohalikud galaktikad. Arvatakse, et need 7–10 miljardi valgusaasta kaugusel asuvad tähtpuhutavad galaktikad moodustavad kauge infrapuna fooni, mille avastas COBE satelliit. Alates selle taustkiirguse esmasest mõõtmisest on kõrgema eraldusvõimega katsed püüdnud tuvastada üksikuid galaktikaid, mis seda moodustavad.
Uuring BLAST ühendab teleskoobi uuringumõõtmised lainepikkustel alla 1 millimeetri ja andmed Spitzeri kosmoseteleskoobi palju lühema infrapunalainepikkuse kohta. Tulemused kinnitavad, et kogu kauge infrapuna taust pärineb üksikutest kaugetest galaktikatest, lahendades põhimõtteliselt kümmekond aastat vana radiatsiooni päritolu küsimuse.
Tähtede moodustumine toimub pilvedes, mis koosnevad vesinikgaasist ja väikesest kogusest tolmust. Tolm neelab noorte kuumade tähtede starlight, kuumutades pilvi umbes 30 kraadini üle absoluutse nulli (ehk 30 kelvini). Valgust kiirgatakse palju pikema infrapuna ja submillimeetri lainepikkustel.
Seega on kuni 50 protsenti Universumi valgusenergiast noorte infrapunavalgus, mis moodustab galaktikaid. Tegelikult on Kaug-Infrapuna Taustal sama palju energiat kui Universumi tähtede ja galaktikate kiirgavas optilises valguses. Öötaeva tuttavatest optilistest piltidest on puudu pool pildist, mis kirjeldaks tähtede moodustumise kosmilist ajalugu, väidavad autorid.
"BLAST on andnud meile uue vaate universumist," ütles BLAST-i Kanada uurija Toronto ülikooli Barth Netterfield, "võimaldades BLAST-i meeskonnal teha avastusi teemadel, alates tähtede moodustamisest kuni kauge evolutsiooni Galaktikad. ”
Kaasas Uudised ja vaated tüki autor Ian Smail, Ühendkuningriigi Durhami ülikooli arvutuskosmoloog, kirjutas, et „nende tähelepanekute tähendus on see, et enamiku tänapäeval nähtud galaktikate aktiivne kasvufaas on neist selja taga - nad on langemas keskväärtuse ekvivalendiks vanus. ”
Ta juhtis tähelepanu ka sellele, et nende varajases universumis toimuvate ekstreemsete tähekujuliste sündmuste uurimiseks on abiks kolm olulist edasiminekut, mis tulenevad umbes järgmise aasta jooksul: submillimeetri kaamera ESA / NASA Herscheli kosmosevaatluskeskuses; submillimeetri lainepikkustel töötavate suureformaadiliste detektorite arendamine, sealhulgas James Clerki Maxwelli teleskoobi külge monteeritud detektorite arendamine; ja Atacama suure millimeetri massiivi (ALMA) esimene faas.
"Sellised vaatlused võimaldavad astronoomidel uurida gaasi ja tähtede moodustumise jaotust neis varajastes galaktikates," kirjutas Smail, "mis aitab omakorda tuvastada füüsikalist protsessi, mis käivitab neid tähe moodustumise üliväikesi purskeid, ja nende rolli nende moodustumisel galaktikad, mida näeme kosmoseajakirjas. ”
LEAD IMAGE CAPTION: BLAST-teleskoop vahetult enne turuletulekut Antarktikas. Esiplaanil on BLAST, järgmine 28 miljoni kuupjalga suurune õhupall, taustal on vulkaan Erebusi mägi. Autor: Mark Halpern
Allikas: Nature ja Pennsylvania ülikooli pressiteade (pole veel veebis). Pildid, fotod, taevakaardid ja täielik uuring on saadaval BLAST-i veebisaidil.
