Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 19.11.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Изучая фотоны исследователи составили статистику первородных галактик

Изучая фотоны исследователи составили статистику первородных галактик
shortstoryf

Астрономы из Калифорнийского университета и Института исследований космоса с помощью космического телескопа сумели провести самое точное на сегодняшний день статистическое описание слабых, самых ранних галактик, тех, которые существовали во Вселенной спустя лишь 500 миллионов лет после Большого Взрыва.

Эта научно-исследовательская работа была опубликована в издании Nature Communications, в ней команда учёных описывает своё использование статистического метода, специально разработанного для анализа данных, полученных от космического телескопа «Хаббл» во время его продолжительных небесных обзоров. Этот метод позволил исследователям выделить особые сигналы в шуме на снимках телескопа, что позволило провести первую численную оценку малых, первородных галактик в ранней Вселенной. Учёные пришли к заключению, что используя их метод на снимках «Хаббла» можно выявлять в десять раз больше галактик, чем сейчас возможно при изучении глубокого космоса.

И в очередной раз исследованию подвергся особый период жизни Вселенный, известный под названием «Эпоха реионизации». После Большого Взрыва наступили «Тёмные века», в течение которых Вселенная фактически находилась в темноте, поскольку нейтральный водород полностью поглощал фотоны света. Затем последовала Эпоха реионизации, которая характеризовалась фазовым переходом водородного газа из-за ускоренного процесса формирования галактик и звёзд.

«Реионизация — это рубеж, дальше которого мы не можем пока заглянуть, даже используя возможности «Хаббла», — Кетрон Митчелл-Винн, ведущий автор исследований.

Известно, что в камерах «Хаббла» активно применялись устройства с зарядовой связью и высококачественные электронные сенсоры, которые сначала использовались в астрономии, а затем стали неотъемлемыми частями профессиональных фото и видеоприборов. Поэтому за качество и точность обрабатываемых данных можно быть спокойными. Исследователи особое внимание уделяли информации, которая охватывает оптические и инфракрасные длины волн электромагнитного спектра. Именно инфракрасные фотоны прилетают к нам непосредственно из звёзд и галактик. В дополнении, учёные обратили своё внимание на недавние исследования внегалактического инфракрасного фонового света с помощью инструмента CIBER в Калифорнийском технологическом института. Этот прибор измерил инфракрасный фон в двух длинах волн: 1.1 и 1.6 микрон. Это исследование подтвердило, что внутри гало галактик существует свет от звёзд, который выходит за пределы самой галактики.

«Мы и раньше предполагали, что внутри ореола может присутствовать свечение от звёзд, но в рамках этих исследований мы сделали удивительное открытие. С помощью «Хаббла» были изучены пять инфракрасных полос, затем, мы наложили и отсортировали эти данные с данными CIBER, и перешли в короткие оптические волны. Здесь мы увидели, в дополнении к свету внутри гало, новый компонент — звёзды и галактики, которые сформировались самыми первыми во Вселенной».

Обзор всего неба, данные которого использовались в этой работе, известен под названием CANDELS (Cosmic Assembly Near-Infrared Deep Extragalactic Legacy Survey). Как говорят исследователи, он не был предназначен для той цели, из-за которой они его сейчас исследуют, просто способ, которым данные собирались, был наиболее удачным для того, что хотели добиться авторы работы. Благодаря анализу CIBER было известно, что внутри гало можно будет найти инфракрасные подписи звёзд, но никто только не знал, чего ожидать в оптических данных. Объединив данные «Хаббла» и CIBER, исследователи увидели большое понижение амплитуды сигнала, благодаря чему появилась уверенность в том, что появилась возможность наблюдать самые ранние галактики.

Фотоны древних галактик

На трёх изображениях показаны различные компоненты ближнего инфракрасного фонового освещения, которое зафиксировал космический телескоп «Хаббл» во время обзоров глубокого космоса. Изображение слева является мозаикой изображений, полученных в течение десяти лет. Если свет от всех звёзд и галактик на нём изолировать, то можно выделить таким образом сигнал от гало галактик (в середине) и, как оказалось в исследовании, сигнал от первых галактик (справа). Источник: Ketron Mitchell-Wynne / UCI

«По сути, в этом исследовании мы должны были посмотреть на то, что другие назвали бы «пустыми пикселями» — тёмные области между галактиками и звёздами. Мы можем отделить шум от слабого сигнала, связанного с первыми галактиками, смотря на изменения в интенсивности одного пикселя к другому. Затем мы выбираем статистический сигнал, который говорит, что здесь есть население еле видимых объектов. Мы не видим этот сигнал в оптических волнах, только в инфракрасных. Это является подтверждением, что эти данные соответствуют раннему возрасту Вселенной».

Предполагается, что эти первородные галактики очень сильно отличаются от чётко очерченных спиральных и дисковых галактик, которые в наше время существуют во Вселенной. Те первые галактики были более разреженными и населенными гигантскими звёздами. Но, как и большинство остальных исследователей, группа Кетрон возлагает большие надежды на будущий гигантский космический телескоп имени Джеймса Уэбба, запуск которого предварительно запланирован на 2018 год. Дело в том, что исследуемые галактики очень слабы, поэтому для их изучения потребуется поистине гигантский телескоп, чтобы мы были в состоянии изучить их подробно и видеть в отдельности.

«Это — очень захватывающее открытие. Нам впервые в истории удалось убедительно определить эту еле видимую подпись ранних галактик в данных от «Хаббла», что даёт нам определённый толчок в будущих исследованиях первых галактических объектов Вселенной с помощью «Джеймса Уэбба», — Генри Фергюсон, астроном в Институте исследований космоса с помощью космического телескопа.

Другая область исследований, в которой учёные планируют провести такую же работу, касается изучению древней Вселенной в рентгеновском диапазоне по данным специализированных обсерваторий, таких как «Чандра».

«Может ли в этом излучении присутствовать информация о рентгене? В теории астрофизики уже доказали, что самые ранние звёзды разрушились очень быстро, потому что был ужасно массивными. Они не взорвались как сверхновые и не выбросили своё вещество в космическое пространство. Фактически они могли превратиться в чёрные дыры. И мы хотели бы увидеть, присутствует ли рентгеновское излучение, связанное с такими событиями».

По информации Калифорнийского университета в Ирвайне.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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