Используя телескоп APEX, астрономы собрали информацию о расположенных в созвездии Печи удалённых ультраярких инфракрасных галактиках, которые со временем должны превратиться в гигантские эллиптические.

Астрономы из Великобритании, Канады, США и Германии провели наблюдения вероятных предшественников нынешних массивных эллиптических галактик.

Объектом исследования стала популяция так называемых субмиллиметровых галактик (submillimetre galaxies, SMG) — удалённых ультраярких инфракрасных галактик, регистрировать которые помогает их смещённое в субмиллиметровую область дальнее ИК-излучение. Распределение известных SMG по красному смещению имеет пик на z ≈ 2,5 — примерно там же, где выходит на максимум аналогичное распределение, построенное для квазаров. Такое соответствие наталкивает на мысль о том, что квазары и субмиллиметровые галактики эволюционно связаны друг с другом.

Огромную ИК-светимость SMG, как предполагается, обеспечивают мощные вспышки звездообразования. Следовательно, SMG вполне можно представить как промежуточную фазу формирования современных нам массивных галактик. Рассуждая подобным образом, теоретики строят единую эволюционную «лестницу», на ступенях которой находится место и квазарам, и субмиллиметровым, и гигантским эллиптическим галактикам.

Область в созвездии Печи, на которую был нацелен телескоп АРЕХ, обведена красным. (Иллюстрация ESO, IAU, Sky & Telescope.)

Авторы постарались собрать доказательства этой теории, оценив пространственное группирование SMG и квазаров на довольно большом участке неба в созвездии Печи. Исследования такого рода позволяют определить массу гало тёмной материи у галактик разных типов; полученные результаты затем можно сравнить с моделями эволюционного развития гало и выяснить, соответствует ли реальности предположение о трансформации SMG в эллиптические галактики.

Опытные данные учёным предоставил 12-метровый телескоп APEX. На снимках, сделанных его камерой LABOCA, были обнаружены 126 SMG, из которых астрономы выбрали 50, расположенных на красном смещении 1 < z < 3.

SMG, обнаруженные на фотографиях LABOCA, отмечены красным. Фоновый инфракрасный снимок был сделан космическим телескопом «Спитцер». (ESO, APEX (MPIfR / ESO / OSO), A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center.)

Обработка собранной информации подтвердила, что субмиллиметровые и крупные эллиптические галактики лежат на одной эволюционной ветви. Скорее всего, стадия SMG — естественный этап развития массивных галактик, длительность которого составляет всего около 100 млн лет, — жёстко связана с быстрым ростом центральных чёрных дыр в квазарах и отмечает переход к «пассивному» существованию. «Во время интенсивного формирования звёзд большие объёмы вещества направляются к чёрной дыре, что обеспечивает квазар энергией, — описывает механизм связи один из участников исследования, сотрудник Даремского университета Дэвид Александер (David Alexander). — Затем мощное энерговыделение сверхмассивной чёрной дыры и уменьшение запасов газа в SMG подавляют процесс звездообразования, в результате чего галактика становится малоактивной».

Полная версия отчёта опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; препринт статьи можно загрузить отсюда.

К новым высотам в субмиллиметровой астрономии

В одном из самых высоких наблюдательных пунктов Земли (5100 метров над уровнем моря), на плато Чахнантор в пустыне Атакама (Чили) ESO эксплуатирует телескоп APEX (Atacama Pathfinder Experiment).

APEX – телескоп с апертурой 12 м, работающий на миллиметровых и субмиллиметровых волнах, между ИК и радио-диапазонами. Субмиллиметровая астрономия открывает окно в холодные, запыленные и удаленные области Вселенной, но слабые сигналы из космоса поглощаются водяным паром в атмосфере Земли. Чахнантор является идеальным местом установки такого телескопа, так как этот район – один из самых сухих на нашей планете. Его высота более, чем на 750 м превосходит высоту обсерватории Мауна Ки, и на 2400 м – высоту установки Очень Большого Телескопа VLT на Серро Параналь.

Субмиллиметровая астрономия – сравнительно мало разработанный передний край науки. С него открывается Вселенная, которая невидима в привычных нам оптических или ИК лучах. Субмиллиметровый диапазон идеален для изучения “холодной Вселенной”: излучение с этими длинами волн исходит от огромных холодных облаков пыли и газа в межзвездном пространстве, при температурах всего на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля. Астрономы используют это излучение для исследования химических и физических условий в таких молекулярных облаках — плотных областях газа и космической пыли, в которых рождаются новые звезды. В видимых лучах эти области Вселенной часто выглядят темными из-за обилия пыли, но они ярко светятся в миллиметровой и субмиллиметровой частях спектра. Этот диапазон длин волн также идеален для исследования некоторых наиболее рано возникших и самых удаленных галактик, свет от которых в результате красного смещения переместился в область более длинных волн.

APEX – крупнейший субмиллиметровый телескоп в южном полушарии. Он оборудован набором различных приемников излучения, инструментов, которые астрономы используют при наблюдениях. Главный из них -- LABOCA, Большая Болометрическая Камера (Large Bolometer Camera). Основной элемент LABOCA -- сеть сверхчувствительных термометров, называемых болометрами, для регистрации субмиллиметрового излучения. Поле приемника около 300 пикселей, что делает его самой большой камерой такого типа в мире. Чтобы регистрировать мельчайшие изменения температуры, соответствующие слабым субмиллиметровым потокам, каждый из термометров охлаждается до температуры не более 0.3 градуса выше абсолютного нуля, что составляет -272.85 по шкале Цельсия. Высокая чувствительность приемника LABOCA в сочетании с широким полем зрения (треть диаметра полной Луны) делает его бесценным инструментом для получения изображений субмиллиметровой Вселенной.

APEX прокладывает путь другому удивительному прибору, ALMA, (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), телескопу революционной новизны, который ESO в кооперации со своими международными партнерами сейчас строит на плато Чахнантор. Основа конструкции APEX – антенна, которая служит прототипом для проекта ALMA. Многие из объектов, наблюдаемых с APEX, ALMA впоследствии сможет исследовать более подробно.

Подготовлено по материалам Европейской организации астрономических исследований в Южной полусфере.

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.