Jedinstveni novi instrument u kombinaciji sa moćnim teleskopom i malom pomoći prirode omogućio je istraživačima da zavire u galaktički rasadnik u srcu mladog svemira. Nakon velikog praska prije oko 13,8 milijardi godina, rani svemir je bio ispunjen ogromnim oblacima neutralnog difuznog plina poznatog kao raspadajući Lyman-α sistemi ili DLA. Ovi DLA su služili kao galaktički rasadnici, jer su se gasovi sadržani u njima polako kondenzovali, podstičući formiranje zvezda i galaksija. Mogu se posmatrati i danas, ali to nije lako. "DLA oblaci su ključni za razumijevanje kako se galaksije formiraju u svemiru, ali ih je obično teško uočiti jer su oblaci previše difuzni i sami ne emituju svjetlost", rekli su naučnici Rongmon Bordoloy, vanredni profesor fizike u Sjevernoj Karolini. Državni univerzitet i autorsko istraživanje.
Trenutno, astrofizičari koriste kvazare - supermasivne crne rupe koje emituju svjetlost - kao "pozadinsko svjetlo" za otkrivanje DLA oblaka. I dok ova metoda omogućava istraživačima da precizno odrede lokaciju DLA, svjetlost kvazara djeluje kao sićušni ražnjići kroz masivni oblak, što otežava pokušaje mjerenja njihove ukupne veličine i mase.
Ale Bordoloy i John O'Meara, glavni naučnik u opservatoriji U.M. Keka u Kamuelu, na Havajima, pronašao je način da zaobiđe ovaj problem koristeći galaksiju s gravitacijskim sočivima i spektroskopiju integralnog polja za promatranje dva DLA i galaksija unutar njih koje su nastale prije oko 11 milijardi godina, ubrzo nakon Velikog praska.
"Galaksije sa gravitacionim sočivima su galaksije koje izgledaju izduženo i sjajno", kaže Bordoloy. „To je zato što se ispred galaksije nalazi gravitaciono masivna struktura koja iskrivljuje svjetlost koja dolazi iz nje dok se kreće prema nama. Kao rezultat, gledamo u uvećanu verziju objekta - to je kao da koristimo svemirski teleskop koji zumira i daje nam bolju vizualizaciju."
Prednost ovoga je dvostruka: prvo, pozadinski objekt je izdužen prema nebu i svijetao, tako da je lako uhvatiti spektralna očitanja iz različitih dijelova objekta. Drugo, pošto sočivo proširuje objekat, mogu se ispitati vrlo mali dijelovi. Na primjer, ako je objekt prečnika jednu svjetlosnu godinu, možemo proučavati male dijelove s vrlo visokom preciznošću.
Spektralna očitavanja omogućavaju astrofizičarima da "vide" elemente dubokog svemira koji su nevidljivi golim okom, kao što su difuzni plinoviti DLA i potencijalne galaksije unutar njih. Obično je prikupljanje dokaza dug i mukotrpan proces. Ali naučnici su rešili ovaj problem sprovođenjem integralne spektroskopije koristeći Keck Cosmic Web Imager.
Spektroskopija integralnog polja omogućila je istraživačima da dobiju spektar na svakom pojedinom pikselu u području neba na koje je usmjerena, čineći spektroskopiju proširenog objekta na nebu vrlo efikasnom. Ova inovacija, u kombinaciji sa izduženom i sjajnom galaksijom sa gravitacionim sočivima, omogućila je timu da mapira difuzni gas DLA preko neba sa velikom preciznošću. Ovom metodom, istraživači su bili u mogućnosti da odrede ne samo veličinu dva DLA, već i da oni sadrže galaksije domaćina.
"Ovu kombinaciju sam čekao skoro cijelu svoju karijeru: dovoljno moćan teleskop i instrument, a priroda nam daje malo sreće da proučavamo ne jedan, već dva DLA na nov način", rekli su naučnici. "Sjajno je vidjeti kako se nauka primjenjuje u praksi."
Usput, DLA je ogroman. Sa prečnikom većim od 17,4 kiloparseka, oni su više od dve trećine veličine moderne galaksije Mlečnog puta. Poređenja radi, prije 13 milijardi godina, prečnik tipične galaksije bio je manji od 5 kiloparseka. Parsek je 3,26 svjetlosnih godina, a kiloparsek je 1000 parseka, tako da svjetlosti treba oko 56 godine da putuje kroz svaki DLA.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Pročitajte također:
- Moderna artiljerija je super oružje Ukrajine. A zašto je Elon Musk ovdje?
- Astronomi su otkrili zvijezdu "zlatnog standarda" u Mliječnom putu