Астрономы Университета Пенсильвании открыли новое окно в прошлое Вселенной
 Инструмент Z-Spec |
|
||||||||
Когда астрономы вглядываются в глубокий космос, они также оглядываются назад во времени. Но с увеличением расстояния и времени, отделяющего нас от объектов, они становятся все более тусклыми, что делает изучение ранней Вселенной очень сложной задачей. Свет от далекой тусклой галактики может быть усилен более близким массивным объектом, например, эллиптической галактикой. Более близкий объект действует как гравитационная линза, создавая искаженное, но много более яркое изображение объекта заднего плана.
«Если две галактики выстроились по одной линии вдоль нашего взора, то вы сможете увидеть этот эффект», - говорит Агирре.
Хотя природа одарила астрономов столь полезным инструментом, его не так-то просто использовать. Мало того, что эффект зависит от случая расположения объектов вдоль одной [линии взора], но еще и сами гравитационные линзы, открытые по оптическим изображениям, часто затмеваются более близкими яркими звездами и галактиками.
«Они не обязательно являются самым ярким объектом на изображении», - продолжает Агирре. «Хотя яркость этих объектов увеличивается, они могут быть довольно тусклыми».
Это делает обнаружение гравитационных линз в значительной степени делом случая, в особенности [линз] с объектами из ранней астрономической эпохи с большим красным смещением. Сюда относится интересный класс далеких галактик с колоссальным звездообразованием, которые, как правило, сильно окутаны пылью, что блокирует излучение в видимой области спектра, вынуждая астрономов наблюдать эти галактики в субмиллиметровых длинах волн в дальней инфракрасной и радио частях электромагнитного спектра.
Используя Z-Spec в сочетании с другими инструментами для анализа данных широкоугольного обзора неба, Агирре и международная группа ученых и инженеров продемонстрировала новый эффективный метод по идентификации гравитационно-линзированных галактик.
Большая часть исходных данных была собрана запущенным в 2009 году инфракрасным космическим телескопом «Гершель». Рабочий диапазон этого телескопа лежит в дальнем инфракрасном излучении вплоть до субмиллиметровых волн [55 – 670 мкм]. Исследователи изучили более 6600 источников субмиллиметрового излучения, каталогизированных продолжающимся Терагерцевым астрофизическим обзором миссии «Гершель» [H-ATLAS, Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey] и в итоге выбрали пять очень ярких объектов, которые, по-видимому, являются хорошими кандидатами в гравитационно-линзированные объекты.
«Принцип [отбора] состоял в том, что все самые яркие штуки [на обзорных изображениях] могли быть гравитационно-линзированны», - рассказывает Агирре. «Это означало, что они все хорошие кандидаты на более детальное изучение [с большим разрешением], ведь они в 10 – 20 раз ярче и растянуты в угловых размерах».
Для подтверждения существования гравитационной линзы астрономы должны быть в состоянии отделить массивный объект переднего плана, выступающий в качестве линзы, от объекта заднего плана, демонстрируя необходимое для появления эффекта расположение обоих объектов вдоль одной линии.
«Тут-то и появляется наш инструмент», - продолжает Агирре. «Мы даем возможность создать третье измерение для этих пыльных галактик. Галактика переднего плана – это, как правило, массивная эллиптическая галактика, в которой не происходит интенсивного звездообразования, в отличие от галактики, которая, как мы думаем, находится на полпути от Большого взрыва, в которой много газа, пыли и областей с активным звездообразованием».
Установленный на Гавайях в Субмиллиметровой обсерватории Калтех инструмент Z-Spec определяет красное смещение объекта по результатам измерения спектрального сдвига линий испускания угарного газа [CO], указывающего на пыльные галактические фабрики звезд. Чем больше красное смещение объекта, тем дальше [от нас он находится] и тем он старше. Последующие наблюдения пяти объектов-кандидатов инструментом Z-Spec, а также инструментом Zpectrometer [радиотелескоп Грин-Брэнк], показали, что яркость объектов обусловлена гравитационным линзированием.
Новый метод обнаружения галактик [в субмиллиметровом диапазоне] помещает картину ранней Вселенной под более пристальный взор.
Источники: