Астрономы из США, Франции, Дании и Великобритании отыскали неожиданно зрелую удалённую галактику.Обнаружению уникального объекта способствовало массивное скопление Abell 383, сыгравшее роль гравитационной линзы; если бы его не было на пути распространения излучения, учёным не помог бы даже самый мощный телескоп. Скопление существенно увеличило яркость изображения галактики и сделало его двойным.

Схема гравитационного линзирования (иллюстрация НАСА, ESA и L. Calçada).

Серию снимков ядра Abell 383, расположенного на красном смещении z = 0,187, в конце прошлого года и начале 2011-го сделал космический телескоп «Хаббл». Фотографии, на которых авторы отыскали заинтересовавшую их галактику, были выполнены в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах. Внимательно рассмотрев снимки той же области пространства, переданные ранее инфракрасной обсерваторией «Спитцер», учёные удостоверились в том, что двойное линзированное изображение галактики выделяется и тут.

Два изображения (отмечены стрелками) галактики, находящейся за линзирующим скоплением Abell 383 (иллюстрация НАСА, ESA, J. Richard, J.-P. Kneib, Marc Postman).

Спектроскопические наблюдения на телескопе Кек II были использованы для того, чтобы уточнить параметры галактики. Установленный здесь спектрограф DEIMOS зарегистрировал интенсивную линию испускания на 8 545 Å, которую идентифицировали как лайман-альфа, для обоих изображений галактики. Линия лайман-альфа, напомним, включена в спектральную серию Лаймана, и в спектре водорода ей соответствуют переход атомов из первого возбужденного состояния в основное и длина волны в 1 216 Å. Зная это, можно рассчитать точное красное смещение для галактики z = (8545 – 1216)/1216 = 6,027.

Отсюда следует, что мы наблюдаем её такой, какой она была примерно через 950 млн лет после Большого взрыва. Рекордной эту величину не назовёшь; специалистам, к примеру, известна более удалённая галактика со спектроскопически подтверждённым красным смещением в 8,6.

Новый объект, однако, существенно отличается от найденных ранее галактик с большими значениями z. «В её состав входят зрелые и довольно тусклые звёзды, — рассказывает участник исследования Эйичи Эгами (Eiichi Egami) из Аризонского университета. — Их возраст составляет около 750 млн лет. Значит, образование галактики проходило всего через 200 млн лет после Большого взрыва — гораздо раньше, чем мы ожидали».

На ранних этапах эволюции галактика, очевидно, была более яркой, а интенсивность звездообразования в ней — более высокой. Эти факты астрономы считают важными, поскольку они имеют непосредственное отношение к одной из нерешённых проблем космологии.

Известно, что эпохе реионизации, которая завершилась в первый миллиард лет после Большого взрыва, предшествовали рекомбинация — объединение протонов и электронов с образованием нейтрального водорода — и так называемые тёмные века. «Туман» из нейтрального водорода, блокировавший ультрафиолетовый свет в молодой Вселенной, постепенно рассеивался под действием излучения, ионизовавшего газ. Это излучение, ставшее движущим механизмом реионизации, должны были испускать первые галактики, но при наблюдениях подходящие источники регистрировались крайне редко. «Теперь нехватку галактик на z ~ 6 можно объяснить тем, что многие из них напоминают изученную нами: уже успели «состариться» и потускнеть, — заключает другой участник работ Жан-Поль Нейб (Jean-Paul Kneib) из Копенгагенского университета. — Неудивительно, что мы их не видим».

Гравитационное линзирование в действии:

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

Подготовлено по материалам Hubblesite.

Нет комментариев.

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