Skupina novoobjavených galaxií Lyman-breakovou technikou. Obrazový kredit: Astronómia a astrofyzika. klikni na zväčšenie
Medzinárodný tím astronómov vykonal jeden z najpodrobnejších prieskumov najvzdialenejších galaxií. Tieto galaxie sú tak ďaleko, vidíme ich, ako vyzerali, keď bol vesmír menší ako polovica jeho súčasného veku. Jedno z veľkých prekvapení tohto prieskumu; je však to, do akej miery sa tieto mladé galaxie zhodujú so štruktúrami, ktoré vidíme v súčasnom vesmíre. To znamená, že galaxie sa pravdepodobne vyvíjali kolíziami a fúziami oveľa skôr, ako sa pôvodne predpokladalo.
Tím astronómov z Francúzska, USA, Japonska a Kórey pod vedením Denisa Burgarellu nedávno objavil nové galaxie v ranom vesmíre. Prvýkrát boli zistené tak v blízkej UV, ako aj v ďaleko infračervenej vlnovej dĺžke. Ich zistenia budú publikované v nadchádzajúcom čísle astronómie a astrofyziky. Tento objav je novým krokom v porozumení vývoja galaxií.
Astronóm Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francúzsko) a jeho kolegovia z Francúzska, USA, Japonska a Kórey nedávno ohlásili objav nových galaxií v ranom vesmíre. v blízkej UV a na vzdialenej infračervenej vlnovej dĺžke. Tento objav vedie k prvému dôkladnému skúmaniu skorých galaxií. Tento objav bude uvedený v nadchádzajúcom čísle astronómie a astrofyziky.
Znalosť skorých galaxií zaznamenala v posledných desiatich rokoch výrazný pokrok. Od konca roku 1995 astronómovia používajú novú techniku známu ako „Lyman-break technika“. Táto technika umožňuje detekciu veľmi vzdialených galaxií. Vidia sa, akoby boli, keď bol Vesmír omnoho mladší, a tak poskytli informácie o tom, ako sa galaxie formovali a vyvíjali. Lymanovo-zlomová technika posunula hranicu vzdialených prieskumov galaxií ďalej až k redshift z = 6-7 (čo je asi 5% súčasného veku vesmíru). V astronómii červený posun označuje posun svetelnej vlny z galaxie, ktorá sa pohybuje od Zeme. Svetelná vlna sa posúva smerom k dlhším vlnovým dĺžkam, to znamená k červenému koncu spektra. Čím vyšší je červený posun galaxie, tým ďalej je od nás.
Lyman-breakova technika je založená na charakteristickom „vymiznutí“ vzdialených galaxií pozorovaných vo vzdialených UV vlnových dĺžkach. Keďže svetlo zo vzdialenej galaxie je takmer úplne absorbované vodíkom pri 0,912 nm (v dôsledku absorpčných línií vodíka, ktoré objavil fyzik Theodore Lyman), galaxia „zmizne“ v ultrafialovom filtri. Obrázok 2 zobrazuje „zmiznutie“? galaxie vo vzdialenom UV filtri. Lymanova diskontinuita by sa mala teoreticky vyskytovať pri 0,912 nm. Fotóny s kratšou vlnovou dĺžkou sú absorbované vodíkom okolo hviezd alebo v pozorovaných galaxiách. V prípade galaxií s vysokým červeným posunom je Lymanova diskontinuita redshifted tak, že sa vyskytuje pri dlhšej vlnovej dĺžke a môže byť pozorovaná zo Zeme. Z pozemných pozorovaní môžu astronómovia v súčasnosti detegovať galaxie s rozsahom červeného posunu z ~ 3 do z ~ 6. Po zistení je však stále veľmi ťažké získať ďalšie informácie o týchto galaxiách, pretože sú veľmi slabé.
Denis Burgarella a jeho tím boli po prvýkrát schopní pomocou Lymanovej techniky odhaliť menej vzdialené galaxie. Tím zhromažďoval údaje rôzneho pôvodu: UV údaje zo satelitu NASA GALEX, infračervené údaje zo satelitu SPITZER a údaje vo viditeľnom rozsahu na ďalekohľadoch ESO. Z týchto údajov vybrali asi 300 galaxií vykazujúcich zmiznutie z ďalekej UV. Tieto galaxie majú červený posun v rozmedzí od 0,9 do 1,3, to znamená, že sú pozorované vo chvíli, keď vesmír mal menej ako polovicu svojho súčasného veku. Toto je prvýkrát, keď sa na z ~ 1 objavila veľká vzorka Lymanovských zlomových galaxií. Pretože tieto galaxie sú menej vzdialené ako doteraz pozorované vzorky, sú tiež jasnejšie a ľahšie sa dajú študovať na všetkých vlnových dĺžkach, čo umožňuje uskutočňovať hĺbkovú analýzu z UV na infračervené žiarenie.
Predchádzajúce pozorovania vzdialených galaxií viedli k objavu dvoch tried galaxií, z ktorých jedna zahŕňa galaxie, ktoré emitujú svetlo v blízkom UV a viditeľnom rozsahu vlnových dĺžok. Druhý typ galaxie vyžaruje svetlo v infračervenom (IR) a submilimetrovom rozsahu. UV galaxie neboli pozorované v infračervenom rozsahu, zatiaľ čo IR galaxie neboli pozorované v UV. Bolo preto ťažké vysvetliť, ako sa také galaxie môžu vyvinúť na súčasné galaxie, ktoré vyžarujú svetlo na všetkých vlnových dĺžkach. Denis Burgarella a jeho kolegovia svojou prácou urobili krok k vyriešeniu tohto problému. Pri pozorovaní novej vzorky galaxií z ~ 1 zistili, že približne 40% týchto galaxií vyžaruje svetlo aj v infračervenom rozsahu. Toto je prvýkrát, kedy sa pozoroval významný počet vzdialených galaxií v rozsahu UV aj IR vlnových dĺžok, pričom sa začleňovali vlastnosti oboch hlavných typov.
Z pozorovaní tejto vzorky tím tiež odvodil rôzne informácie o týchto galaxiách. Kombinácia UV a infračervených meraní umožňuje určiť rýchlosť tvorby hviezd v týchto vzdialených galaxiách prvýkrát. Hviezdy sa tu vytvárajú veľmi aktívne, rýchlosťou niekoľko sto až tisíc hviezd ročne (v našej Galaxii sa každoročne tvorí len niekoľko hviezd). Tím tiež študoval ich morfológiu a ukázal, že väčšina z nich sú špirálové galaxie. Doteraz sa verilo, že vzdialené galaxie sú hlavne interagujúcimi galaxiami s nepravidelnými a komplexnými tvarmi. Denis Burgarella a jeho kolegovia teraz ukázali, že galaxie vo vzorke, ktoré sa pozorovali, keď mal vesmír asi 40% svojho súčasného veku, majú pravidelné tvary podobné tým, ktoré sú dnes podobné našim galaxiám. Prinášajú nový prvok do nášho chápania vývoja galaxií.
Pôvodný zdroj: Astronomy & Astrophysics News Release
