Ученые нашли способ взглянуть сквозь атмосферу Земли - и древнюю космическую пыль - чтобы увидеть галактики, которые сформировались за первые 5 миллиардов лет существования Вселенной.
Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, раскрывает первые в мире новости из звездообразующих регионов, как ближних, так и далеких, в том числе некоторые из краев Вселенной, которые стремительно уносятся от нас из-за расширения Вселенной.
Полученные данные также проясняют источники дальнего инфракрасного фона, давно окутанного тайной.
Открытия происходят от Субмиллиметрового телескопа с большой апертурой (BLAST), который в 2006 году плавал на 120 000 футов (36 576 метров) над Антарктидой.
Команда BLAST решила нанести на карту конкретную область неба, которая называется Deep Surveyor Origins Deep Survey-South (GOODS-South), которая была изучена на других длинах волн тремя «великими обсерваториями» НАСА - космическими телескопами Хаббла, Спитцера и Чандры. , В одном эпическом 11-дневном полете на воздушном шаре BLAST обнаружил более чем в 10 раз общее количество субмиллиметровых галактик звездообразования, обнаруженных за десятилетие наземных наблюдений.
«Мы измерили все, от тысяч маленьких облаков в нашей собственной галактике, где происходит звездообразование, до галактик во Вселенной, когда ей было только четверть ее нынешнего возраста», - сказал ведущий автор Марк Девлин из Университета Пенсильвании.
В 1980-х и 1990-х годах было обнаружено, что некоторые галактики, называемые ультрафиолетовыми инфракрасными галактиками, рождают в сотни раз больше звезд, чем наши собственные локальные галактики. Считалось, что эти «звездные» галактики, расположенные на расстоянии 7-10 миллиардов световых лет, составляют дальний инфракрасный фон, обнаруженный спутником COBE. После первоначального измерения этого фонового излучения эксперименты с более высоким разрешением пытались обнаружить отдельные галактики, которые его составляют.
Исследование BLAST объединяет измерения, полученные при съемке с помощью телескопа на длинах волн менее 1 миллиметра, с данными на значительно более коротких длинах волн инфракрасного излучения космического телескопа Spitzer. Результаты подтверждают, что весь дальний инфракрасный фон исходит от отдельных далеких галактик, по сути, решая десятилетний вопрос о происхождении излучения.
Звездообразование происходит в облаках, состоящих из газообразного водорода и небольшого количества пыли. Пыль поглощает звездный свет от молодых горячих звезд, нагревая облака примерно до 30 градусов выше абсолютного нуля (или 30 Кельвинов). Свет переизлучается при гораздо более длинных инфракрасных и субмиллиметровых длинах волн.
Таким образом, до 50 процентов световой энергии Вселенной - это инфракрасный свет от молодых, образующих галактики. Фактически, в дальнем инфракрасном фоне столько же энергии, сколько в общем оптическом свете, излучаемом звездами и галактиками во Вселенной. Авторы утверждают, что в известных оптических изображениях ночного неба отсутствует половина изображения, описывающего космическую историю звездообразования.
«BLAST дал нам новый взгляд на Вселенную», - сказал Барт Неттерфилд из Университета Торонто, канадского главного исследователя BLAST, - что позволил команде BLAST сделать открытия по различным темам - от образования звезд до эволюции далеких Galaxies «.
В сопровождении Новости & Взгляды Автор, Ян Смаил, вычислительный космолог из Даремского университета в Великобритании, написал, что «следствием этих наблюдений является то, что активная фаза роста большинства наблюдаемых сегодня галактик значительно отстает от них - они снижаются до своего эквивалента среднего возраст."
Он также отметил, что исследованиям этих экстремальных звездообразующих явлений в ранней Вселенной будут способствовать три основных достижения, которые должны произойти в течение следующего года: субмиллиметровая камера в космической обсерватории им. Гершеля ЕКА / НАСА; разработка широкоформатных детекторов, работающих на субмиллиметровых длинах волн, включая детектор, установленный на телескопе Джеймса Клерка Максвелла; и первая фаза Большой миллиметровый массив Atacama (ALMA).
«Такие наблюдения позволят астрономам изучать распределение газа и звездообразования в этих ранних галактиках, - писал Смаил, - что, в свою очередь, поможет идентифицировать физический процесс, который запускает эти ультрафиолетовые вспышки звездообразования, и их роль в формировании галактики, которые мы видим в космическом журнале ».
РУКОВОДСТВО ПО ИЗОБРАЖЕНИЮ: Телескоп BLAST непосредственно перед запуском в Антарктике. BLAST находится на переднем плане, рядом с 28-миллионным кубическим футовым шаром, на заднем плане - вулкан Эребус. Предоставлено: Марк Халперн
Источник: Nature и пресс-релиз Университета Пенсильвании (пока не онлайн). Изображения, фотографии, карты неба и полное исследование доступны на веб-сайте BLAST.
