Группа недавно открытых галактик по методике Лайман-брейк. Изображение предоставлено: Астрономия и Астрофизика. нажмите, чтобы увеличить
Международная команда астрономов выполнила один из самых подробных обзоров самых отдаленных галактик. Эти галактики находятся так далеко, мы видим их такими, какими они были, когда Вселенная составляла менее половины своего нынешнего возраста. Один из больших сюрпризов этого опроса; однако, насколько эти молодые галактики соответствуют структурам, которые мы видим в современной Вселенной. Это означает, что галактики, вероятно, возникли в результате столкновений и слияний гораздо раньше, чем считалось ранее.
Команда астрономов из Франции, США, Японии и Кореи во главе с Денисом Бургареллой недавно открыла новые галактики в Ранней Вселенной. Они были обнаружены впервые как в ближней ультрафиолетовой, так и в дальней инфракрасной областях. Об их результатах будет сообщено в следующем выпуске Астрономии и Астрофизики. Это открытие является новым шагом в понимании эволюции галактик.
Астроном Дени Бургарелла (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, France) и его коллеги из Франции, США, Японии и Кореи недавно объявили об открытии новых галактик в Ранней Вселенной, которые впервые появились в ближней ультрафиолетовой и дальней инфракрасной областях. Это открытие приводит к первому тщательному исследованию ранних галактик. Об открытии будет сообщено в следующем выпуске Астрономии и Астрофизики.
Знание ранних галактик значительно продвинулось за последние десять лет. С конца 1995 года астрономы используют новую технику, известную как «техника Лайман-брейка». Этот метод позволяет обнаруживать очень далекие галактики. Они видятся такими, какими они были, когда Вселенная была намного моложе, что позволяет понять, как образовывались и развивались галактики. Техника Лайман-брейка еще больше расширила границы исследований далеких галактик до красного смещения z = 6-7 (что составляет около 5% нынешнего возраста Вселенной). В астрономии красное смещение обозначает сдвиг световой волны от галактики, удаляющейся от Земли. Световая волна смещена в сторону более длинных волн, то есть в направлении красного конца спектра. Чем выше красное смещение галактики, тем дальше она от нас.
Техника Лайман-брейка основана на характерном «исчезновении» далеких галактик, наблюдаемых в дальних УФ-лучах. Поскольку свет от далекой галактики почти полностью поглощается водородом при 0,912 нм (благодаря линиям поглощения водорода, обнаруженным физиком Теодором Лайманом), галактика «исчезает» в дальнем ультрафиолетовом фильтре. Рисунок 2 иллюстрирует «исчезновение» галактики в дальнем УФ-фильтре. Разрыв по Лиману теоретически должен происходить при 0,912 нм. Фотоны на более коротких длинах волн поглощаются водородом вокруг звезд или внутри наблюдаемых галактик. Для галактик с высоким красным смещением разрыв Лаймана имеет красное смещение, поэтому оно происходит на большей длине волны и может наблюдаться с Земли. Из наземных наблюдений астрономы могут в настоящее время обнаруживать галактики с диапазоном красного смещения от z ~ 3 до z ~ 6. Однако после обнаружения все еще очень трудно получить дополнительную информацию об этих галактиках, потому что они очень слабые.
Впервые Дени Бургарелла и его команда смогли обнаружить менее отдаленные галактики с помощью техники ломаного Лаймана. Команда собрала данные различного происхождения: данные ультрафиолетового излучения со спутника NASA GALEX, данные инфракрасного излучения со спутника SPITZER и данные в видимом диапазоне на телескопах ESO. Исходя из этих данных, они отобрали около 300 галактик, показывающих исчезновение в ультрафиолетовой области. Эти галактики имеют красное смещение в диапазоне от 0,9 до 1,3, то есть они наблюдаются в момент, когда Вселенная имела менее половины своего нынешнего возраста. Это первый случай, когда большая выборка галактик с разрывом Лимана была обнаружена при z ~ 1. Поскольку эти галактики менее отдалены, чем образцы, наблюдавшиеся до сих пор, они также ярче и их легче изучать на всех длинах волн, что позволяет проводить глубокий анализ от ультрафиолетового до инфракрасного.
Предыдущие наблюдения далеких галактик привели к открытию двух классов галактик, один из которых включает в себя галактики, которые излучают свет в ближней ультрафиолетовой и видимой областях длин волн. Другой тип галактики излучает свет в инфракрасном (ИК) и субмиллиметровом диапазонах. Ультрафиолетовые галактики не наблюдались в инфракрасном диапазоне, в то время как инфракрасные галактики не наблюдались в ультрафиолетовом диапазоне. Таким образом, было трудно объяснить, как такие галактики могут эволюционировать в современные галактики, излучающие свет на всех длинах волн. Своим трудом Дени Бургарелла и его коллеги сделали шаг к решению этой проблемы. Наблюдая за новым образцом галактик z ~ 1, они обнаружили, что около 40% этих галактик излучают свет также в инфракрасном диапазоне. Это первый случай, когда значительное количество отдаленных галактик наблюдалось как в УФ, так и в ИК диапазонах длин волн, включая свойства обоих основных типов.
Из своих наблюдений за этим образцом команда также сделала вывод различной информации об этих галактиках. Объединение ультрафиолетовых и инфракрасных измерений позволяет впервые определить скорость образования звезд в этих далеких галактиках. Звезды формируются там очень активно со скоростью от нескольких сотен до тысячи звезд в год (в настоящее время в нашей Галактике образуется всего несколько звезд). Команда также изучила их морфологию и показала, что большинство из них - спиральные галактики. До сих пор считалось, что далекие галактики - это в основном взаимодействующие галактики неправильной и сложной формы. Дени Бургарелла и его коллеги теперь показали, что галактики в их выборке, когда Вселенная имела около 40% своего нынешнего возраста, имеют правильные формы, похожие на современные галактики, подобные нашей. Они вносят новый элемент в наше понимание эволюции галактик.
Источник: Астрономия и Астрофизика
