Kunstniku mulje kahest põrkuvast galaktikast. Pildikrediit: ESO Pilt suuremalt
Tume aine on salapärane aine, mis näib moodustavat 25% Universumi massist. Euroopa astronoomid on mõõtnud tumeda aine kogust mitmes galaktikas ja leidnud, et suur osa neist on tasakaalust väljas; nende sisemised liikumised on väga häiritud. See tähendab, et paljud galaktikad - koguni 40% - on hiljuti läbinud ühinemised või peaaegu kokkupõrked.
Uurides mitukümmend kaugemat galaktikat, leidis rahvusvaheline astronoomide meeskond, et galaktikates oli 6 miljardit aastat tagasi tähtede suhtes sama palju tumedat ainet kui praegu. Kui see kinnitatakse, viitab see tumeda ja normaalse aine vahelisele palju tihedamale koosmõjule, kui seni arvati. Teadlased leidsid ka, et koguni 4 galaktikast kümnest on tasakaalust väljas. Need tulemused heidavad uut valgust galaktikate kujunemise ja arengu kohta, kuna universum oli vaid pool praegusest vanusest.
"See võib tähendada, et kokkupõrked ja ühinemised on olulised galaktikate kujunemisel ja evolutsioonil," ütles Francois Hammer, Pariisi vaatluskeskus, Prantsusmaa, ja üks meeskonna juhte.
Teadlasi huvitas välja selgitada, kuidas kaugel asuvad galaktikad - mida nähti sellisena, nagu need olid siis, kui Universum oli noorem - ümberkaudseteks. Eelkõige soovisid nad uurida tumeaine tähtsust galaktikates.
"Tume mateeria, mis moodustab umbes 25% universumist, on lihtne sõna kirjeldamaks midagi, millest me tegelikult aru ei saa," ütles kaasjuht Hector Flores. "Vaadates seda, kuidas galaktika pöörleb, teame, et tume aine peab olema olemas, sest vastasel juhul need hiiglaslikud struktuurid lihtsalt lahustuvad."
Lähedalasuvates galaktikates ja meie enda Linnutees selle asja kohta on astronoomid leidnud, et tumeda aine hulga ja tavaliste tähtede vahel on seos: tähe sees oleva materjali iga kilogrammi kohta on umbes 30 kilogrammi tumedat ainet. Kuid kas see suhe tumeda ja tavalise mateeria vahel on endiselt universumi minevikus?
See eeldas kiiruse mõõtmist kaugete galaktikate erinevates osades, üsna keeruline eksperiment: eelnevad mõõtmised ei suutnud tõepoolest neid galaktikaid piisavalt detailselt sondida, kuna nad pidid valima galaktika kohal ühe pilu, s.o ühe suuna.
Asjad muutusid koos mitmeobjektiivse GIRAFFE spektrograafi saadavusega, mis on nüüd paigaldatud ESO väga suure teleskoobi (VLT) 8,2-meetrisele Kueyeni üksuse teleskoobile Paranali observatooriumis (Tšiili).
Ühes režiimis, mida nimetatakse 3-D-spektroskoopiaks või integreeritud väljaks, saab selle instrumendiga saada laiendatud objektide väiksemate alade nagu galaktikad või udud samaaegsed spektrid. Selleks on 15 teisaldatavat kiudkimbut, nn integreeritud välja ühikud (IFU), vt. ESO PR 01/02 kasutatakse kaugete galaktikate täpsuse mõõtmiseks. Iga IFU on mikroskoopiline tipptasemel kahemõõtmeline objektiivimassiiv, mille ava taevas on 3 x 2 kaaresektsiooni. See on nagu putuka silm, kahekümne optiliste kiududega ühendatud mikroobjektiiviga, mis viib põllu igas punktis salvestatud valguse spektrograafi sisenurka.
"GIRAFFE ESO VLT-s on ainus instrument maailmas, mis suudab üheaegselt analüüsida 15 galaktikast tuleva valgust, mis katab peaaegu sama suure vaatevälja kui täiskuu," ütles Mathieu Puech, ühe ettekande esitanud raamatu juhtiv autor. tulemused. "Kõik selles režiimis vaadeldavad galaktikad jagunevad pidevateks väiksemateks aladeks, kus spektrid saadakse samal ajal."
Astronoomid kasutasid GIRAFFE-i mitmete kümnete kaugete galaktikate kiirusväljade mõõtmiseks, mis viis üllatava avastuseni, et 40% kaugetest galaktikatest olid tasakaalust väljas - nende sisemised liikumised olid väga häiritud - võimalik märk, et nad on näitab endiselt galaktikate vaheliste kokkupõrgete tagajärgi.
Kui nad piirdusid ainult nende galaktikatega, mis on ilmselt jõudnud tasakaaluni, leidsid teadlased, et tumeaine ja tähesisalduse suhe ei paistnud viimase 6 miljardi aasta jooksul arenenud.
Tänu suurepärasele spektraalsele eraldusvõimele võimaldab GIRAFFE esimest korda uurida gaasi jaotust selle tiheduse funktsioonina sellistes kaugetes galaktikates. Kõige tähelepanuväärsemad tulemused näitavad võimalikku gaasi ja energia väljavoolu, mille põhjustavad intensiivsed tähekeste moodustumine galaktikas ja väga kuuma gaasi hiiglaslik piirkond (HII piirkond) tasakaalustatud galaktikas, mis tekitab palju tähti.
"Sellist tehnikat saab laiendada, et saada kaugete galaktikate paljude füüsikaliste ja keemiliste omaduste kaardid, mis võimaldavad meil üksikasjalikult uurida, kuidas nad kogu oma massi kogu oma elu jooksul kokku panid," ütles Francois Hammer. "Paljuski annab GIRAFFE ja selle integreeritud väljarežiim meile esmase maitse selle, mida tulevikus eriti suurte teleskoopidega saavutatakse."
Algne allikas: ESO pressiteade
