Skupina nově objevených galaxií technikou Lyman-break. Obrazový kredit: Astronomie a astrofyzika. Klikni pro zvětšení
Mezinárodní tým astronomů provedl jeden z nejpodrobnějších průzkumů nejvzdálenějších galaxií. Tyto galaxie jsou tak daleko, vidíme je, jak vypadaly, když byl vesmír menší než polovina jeho současného věku. Jedno z velkých překvapení tohoto průzkumu; nicméně, jak moc tyto mladé galaxie odpovídají strukturám, které vidíme v současném vesmíru. To znamená, že galaxie se pravděpodobně vyvinuly díky srážkám a fúzím mnohem dříve, než se dříve myslelo.
Tým astronomů z Francie, USA, Japonska a Koreje pod vedením Denise Burgarelly nedávno objevil nové galaxie v časném vesmíru. Byly detekovány poprvé jak v UV záření, tak v infračervených vlnových délkách. Jejich nálezy budou popsány v nadcházejícím vydání astronomie a astrofyziky. Tento objev je novým krokem v pochopení vývoje galaxií.
Astronom Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francie) a jeho kolegové z Francie, USA, Japonska a Koreje nedávno nedávno oznámili objev nových galaxií v raném vesmíru. v blízkých UV a v daleko infračervených vlnových délkách. Tento objev vede k prvnímu důkladnému zkoumání raných galaxií. Objev bude popsán v nadcházejícím vydání Astronomie & Astrofyziky.
Znalost raných galaxií dosáhla v posledních deseti letech výrazného pokroku. Od konce roku 1995 astronomové používají novou techniku, známou jako „Lyman-break technika“. Tato technika umožňuje detekovat velmi vzdálené galaxie. Jsou vidět, jako by byly, když byl Vesmír mnohem mladší, a tak poskytovaly stopy, jak se galaxie formovaly a vyvíjely. Lyman-break technika posunula hranici vzdálených průzkumů galaxií dále na redshift z = 6-7 (což je asi 5% současného věku vesmíru). V astronomii označuje červený posun posun světelné vlny z galaxie, která se pohybuje od Země. Světelná vlna je posunuta směrem k delším vlnovým délkám, tj. K červenému konci spektra. Čím vyšší je červený posun galaxie, tím dále je od nás.
Lyman-break technika je založena na charakteristickém „vymizení“ vzdálených galaxií pozorovaných ve vzdálených UV vlnových délkách. Protože světlo ze vzdálené galaxie je téměř úplně absorbováno vodíkem při 0,912 nm (díky absorpčním čarám vodíku, objevenému fyzikem Theodore Lymanem), galaxie „zmizí“ v ultrafialovém filtru. Obrázek 2 ilustruje „zmizení“? galaxie ve vzdáleném UV filtru. Lymanova diskontinuita by se měla teoreticky vyskytovat při 0,912 nm. Fotony na kratších vlnových délkách jsou absorbovány vodíkem kolem hvězd nebo uvnitř pozorovaných galaxií. U galaxií s vysokým rudým posunem je Lymanova diskontinuita redshifted tak, že se vyskytuje na delší vlnové délce a může být pozorována ze Země. Z pozemních pozorování mohou astronomové v současné době detekovat galaxie s rozsahem červeného posunu z ~ 3 do z ~ 6. Jakmile jsou však detekovány, je stále velmi obtížné získat další informace o těchto galaxiích, protože jsou velmi slabé.
Denis Burgarella a jeho tým byli poprvé schopni detekovat méně vzdálené galaxie pomocí techniky Lyman-break. Tým sbíral data různého původu: UV data ze satelitu NASA GALEX, infračervená data ze satelitu SPITZER a data ve viditelném rozsahu na dalekohledech ESO. Z těchto dat vybrali asi 300 galaxií vykazujících zmizení UV záření. Tyto galaxie mají červený posun od 0,9 do 1,3, to znamená, že jsou pozorovány ve chvíli, kdy vesmír měl méně než polovinu svého současného věku. Toto je poprvé, kdy byl na z ~ 1 objeven velký vzorek Lyman Break Galaxies. Protože tyto galaxie jsou méně vzdálené než dosud pozorované vzorky, jsou také jasnější a snáze studovatelné na všech vlnových délkách, což umožňuje provádět hlubokou analýzu od UV k infračervenému záření.
Předchozí pozorování vzdálených galaxií vedla k objevu dvou tříd galaxií, z nichž jedna zahrnuje galaxie, které vyzařují světlo v rozmezí UV a viditelných vlnových délek. Druhý typ galaxie vyzařuje světlo v infračerveném (IR) a submilimetrovém rozsahu. UV galaxie nebyly pozorovány v infračerveném rozsahu, zatímco IR galaxie nebyly pozorovány v UV. Bylo proto obtížné vysvětlit, jak by se takové galaxie mohly vyvinout v dnešní galaxie, které vyzařují světlo na všech vlnových délkách. Denis Burgarella a jeho kolegové ve své práci učinili krok k vyřešení tohoto problému. Při pozorování jejich nového vzorku galaxií z ~ 1 zjistili, že přibližně 40% těchto galaxií také emituje světlo v infračerveném rozsahu. Toto je poprvé, kdy bylo pozorováno významné množství vzdálených galaxií v UV i IR rozmezí vlnových délek, které začleňuje vlastnosti obou hlavních typů.
Z pozorování tohoto vzorku tým také odvodil různé informace o těchto galaxiích. Kombinace měření UV a infračerveného záření umožňuje poprvé stanovit rychlost formování hvězd v těchto vzdálených galaxiích. Hvězdy se zde vytvářejí velmi aktivně, rychlostí několika stovek až tisíců hvězd ročně (v naší Galaxii se ročně tvoří jen několik hvězd). Tým také studoval jejich morfologii a ukázal, že většina z nich jsou spirální galaxie. Až dosud se věřilo, že vzdálené galaxie jsou hlavně interagujícími galaxiemi, s nepravidelnými a složitými tvary. Denis Burgarella a jeho kolegové nyní ukázali, že galaxie v jejich vzorku, pozorované, když vesmír měl asi 40% svého současného věku, mají pravidelné tvary, podobné současným galaxiím, jako jsou ty naše. Přinášejí nový prvek do našeho chápání vývoje galaxií.
Původní zdroj: Astronomy & Astrophysics News Release
