Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 22.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Астрофизики смогли наблюдать вещество межгалактической среды

Астрофизики смогли наблюдать вещество межгалактической среды
shortstoryf

Астрономы из калифорнийского технологического института провели беспрецедентную работу по изучению межгалактической среды (intergalactic medium (IGM)), которая представляет собой разряженный газ, соединяющий все галактики во вселенной. Работа проводилась с помощью прибора Cosmic Web Imager, разработанного в этом же институте. До сих пор структура межгалактической среды в основном оценивалась лишь теоретическими предположениями. Однако, как раз с помощью Cosmic Web Imager, установленного на 5-ти метровом телескопе Хейла, входящего в состав Паломарской обсерватории в Калифорнии, астрономы смогли получить первые трехмерные изображения межгалактической среды.

С конца 80-х и в начала 90-х годов двадцатого века, теоретики стали предсказывать, что первородный газ, возникший сразу после Большого Взрыва, распространен не равномерно всюду в космическом пространстве, а сосредоточен в определенных каналах, которые опоясывают галактики и простираются между ними. Эти каналы назвали космическими нитями межгалактической среды. Эти нити содержат в себе еще меньшие структуры, а сами они являются частями еще больших галактических объектов. Предполагается, что эти космические объекты относятся ко времени, когда начали формироваться галактики и молодые звезды.

Лайман-альфа капля симуляция

Сравнение Лайман-альфа капли, наблюдаемой с помощью Cosmic Web Imager (слева) и смоделированной галактики (справа), основанной на наблюдаемых данных. Источник: Christopher Martin, Robert Hurt

Сами астрономы астрономы называют газ в межгалактической среде как «тусклое вещество». Это сделано для того, чтобы можно было отличить его от яркого светящегося вещества звезд и галактик и темной материи и энергии, которые, как предполагается, составляют большую часть вселенной. По последней информации 96 процентов всей массы и энергии во вселенной составляет темная материя и темная энергия и лишь 4 процента составляет видимая нами вселенная. Из этих четырех процентов только одну четверть составляют звезды, галактики и другие яркие объекты, освещающие ночное небо. Остаток от четырех процентов принадлежит как раз межгалактической среде. Тусклое вещество не зря носит такое название — его довольно трудно заметить. А до изобретения Cosmic Web Imager межгалактическая среда могла оцениваться прежде всего через поглощение света веществом, находящимся между Землей и отдаленным объектом, таким как квазар (ядро молодой галактики).

«Когда вы смотрите на газ между нами и квазаром, вы можете наблюдать происходящее событие только под одним углом обзора. Вы можете предположить, что есть какое-то количество газа дальше в космическом пространстве, есть како-то количество газа ближе к нам, в середине тоже не все однозначно, но нет никакого представления о том, как этот газ распределен в трехмерном пространстве».

Квазар QSO 1549+19

Квазар QSO 1549+19, наблюдаемый с помощью Cosmic Web Imager. Синим показан окружающие его газ, стрелкой — галактическая нить. Источник: Christopher Martin, Robert Hurt

Первые космические нити, которые наблюдал Cosmic Web Imager, находятся около двух очень ярких объектов: квазара QSO 1549+19 и Лайман-альфа капли в зарождающейся галактике SSA22. Лайман-альфа капля это огромное скопление газа, испускающее излучение в линиях Лайман-альфа. Эти капли являются одними из самых больших индивидуальных объектов во Вселенной. Эти объекты были выбраны в связи с тем, что они настолько ярки, что немного освещают межгалактическую среду и таким образом упрощают ее изучение. Наблюдения выявили узкую нить, длиной в один миллион световых лет, текущую в квазар, возможно, таким образом питая будущую галактику, в которой он находится. Одновременно с этим были обнаружены три нити окружающие Лайман-альфа каплю, обладающие определенной закруткой, что соответствует течению газа от этих нитей в каплю и затрагивает динамику ее роста.

Лайман-альфа капля

Лайман-альфа капля в рождающемся скоплении SSA22. Стрелками показаны нити, снабжающие каплю газом. Источник: Christopher Martin, Robert Hurt

The Cosmic Web Imager является спектрографическим блоком формирования изображений. Это означает, что он может одновременно снимать в различных длинах световой волны. Этот прибор является действительно уникальным, поскольку позволяет не только видеть объекты межгалактической среды, но и получать информацию об их составе, массе и скорости движения. Существую определенные условия жизнедеятельности космических нитей, по которым их можно обнаружить: огромное количество водорода, который излучает свет в определенном ультрафиолетовом спектре волны Лайман-альфа. Ультрафиолет полностью блокируется атмосферой Земли, поэтому наблюдать его можно только с космических телескопов или стратосферных воздушных шаров. Однако, если излучение Лайман-Альфа приходит к нас от очень удаленного источника, который можно отнести к ранней вселенной, тогда оно переходит в более длинные волны. Это явление известно под названием «красное смещение». Как раз красное смещение и переводит свет очень далеких объектов в видимый спектр. Таким образом, он может пройти сквозь земную атмосферу и быть зафиксирован телескопами.

Cosmic Web Imager наблюдает объекты, которые возникли приблизительно спустя 2 миллиарда лет после Большого Взрыва. Этому времени соответствует активная эпоха звездообразования в галактиках. В случае Лайман-альфа капли астрономы думают, что смогли наблюдать гигантский протогалактический диск, почти 300000 световых лет в диаметре, что в три раза больше Млечного пути. В настоящее время, проведя успешный эксперимент в Паломарской обсерватории, ученые планируют развить успех, установив блок Cosmic Web Imager в Обсерватории Кека на Гавайях. Они утверждают, что газовые нити и структуры, которые наблюдались вокруг квазара и Лайман-альфа капли, очень ярки сами по себе. А текущая цель состоит в том, что в конечном счете видеть межгалактическую среду в своей естественной усредненной яркости всюду в пространстве.

По информации Калифорнийского технологического института.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google