Unikátní nový přístroj v kombinaci s výkonným dalekohledem a malou pomocí přírody umožnil výzkumníkům nahlédnout do galaktické školky v srdci mladého vesmíru. Po velkém třesku asi před 13,8 miliardami let byl raný vesmír naplněn obrovskými mračny neutrálního difúzního plynu známého jako rozkládající se systémy Lyman-α neboli DLA. Tyto DLA sloužily jako galaktické školky, protože plyny v nich obsažené pomalu kondenzovaly a podporovaly tvorbu hvězd a galaxií. Lze je pozorovat i dnes, ale není to jednoduché. "Oblaky DLA jsou klíčem k pochopení toho, jak ve vesmíru vznikají galaxie, ale obvykle je obtížné je pozorovat, protože mraky jsou příliš rozptýlené a samy nevyzařují světlo," uvedli vědci, jmenovitě Rongmon Bordoloy, docent fyziky v Severní Karolíně. Státní univerzita a autorský výzkum.
V současné době astrofyzici používají kvasary – supermasivní černé díry, které vyzařují světlo – jako „podsvícení“ k detekci mraků DLA. A zatímco tato metoda umožňuje výzkumníkům určit polohu DLA, světlo z kvasarů působí jako malé špejle skrz masivní mračno, což komplikuje pokusy změřit jejich celkovou velikost a hmotnost.
Ale Bordoloy a John O'Meara, hlavní vědec na observatoři U.M. Keka v Kamuelu na Havaji našel způsob, jak tento problém obejít pomocí spektroskopie galaxií s gravitační čočkou a integrální spektroskopie pole k pozorování dvou DLA a galaxií v nich, které vznikly asi před 11 miliardami let, krátce po velkém třesku.
„Gravitačně čočkové galaxie jsou galaxie, které se zdají protáhlé a jasné,“ říká Bordoloy. „Je to proto, že před galaxií je gravitačně masivní struktura, která při pohybu směrem k nám deformuje světlo z ní vycházející. Výsledkem je, že se díváme na zvětšenou verzi objektu – je to jako používat vesmírný dalekohled, který přiblíží a poskytne nám lepší vizualizaci.“
Výhoda je dvojí: za prvé, objekt na pozadí je protažený oblohou a jasný, takže je snadné zachytit spektrální údaje z různých částí objektu. Za druhé, protože čočka rozšiřuje objekt, lze zkoumat velmi malé části. Pokud má například objekt průměr jeden světelný rok, můžeme studovat malé kousky s velmi vysokou přesností.
Spektrální údaje umožňují astrofyzikům „vidět“ prvky hlubokého vesmíru, které jsou pouhým okem neviditelné, jako jsou difúzní plynné DLA a potenciální galaxie v nich. Shromažďování důkazů je obvykle dlouhý a pečlivý proces. Vědci však tento problém vyřešili provedením integrální spektroskopie pomocí Keck Cosmic Web Imager.
Integrální spektroskopie pole umožnila výzkumníkům získat spektrum v každém jednotlivém pixelu v oblasti oblohy, na kterou bylo namířeno, čímž byla spektroskopie rozšířeného objektu na obloze velmi efektivní. Tato inovace v kombinaci s protáhlou a jasnou galaxií s gravitační čočkou umožnila týmu zmapovat difúzní plyn DLA po obloze s vysokou přesností. Pomocí této metody byli vědci schopni určit nejen velikost dvou DLA, ale také to, že obsahují hostitelské galaxie.
"Na tuto kombinaci jsem čekal téměř celou svou kariéru: dostatečně výkonný dalekohled a přístroj a příroda nám dala trochu štěstí studovat ne jednu, ale dvě DLA novým způsobem," uvedli vědci. "Je skvělé vidět, jak se věda uvádí do praxe."
Mimochodem, DLA je obrovské. S průměrem více než 17,4 kiloparseků jsou více než dvě třetiny velikosti moderní galaxie Mléčná dráha. Pro srovnání, před 13 miliardami let byl průměr typické galaxie menší než 5 kiloparseků. Parsek je 3,26 světelných let a kiloparsek je 1000 parseků, takže světlu trvá asi 56 723 let, než projde každým DLA.
Můžete pomoci Ukrajině v boji proti ruským vetřelcům. Nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je darovat finanční prostředky ozbrojeným silám Ukrajiny prostřednictvím Zachraňte život nebo přes oficiální stránku NBÚ.
Přečtěte si také:
Napsat komentář