Уникален нов инструмент, съчетан с мощен телескоп и малко помощ от природата, позволи на изследователите да надникнат в галактическата детска стая в сърцето на младата вселена. След големия взрив преди около 13,8 милиарда години, ранната вселена е била изпълнена с огромни облаци от неутрален дифузен газ, известни като разлагащи се Lyman-α системи или DLA. Тези DLA служеха като галактически разсадници, тъй като съдържащите се в тях газове бавно се кондензираха, подхранвайки образуването на звезди и галактики. Могат да се наблюдават и днес, но не е лесно. „DLA облаците са ключови за разбирането как се формират галактиките във Вселената, но те обикновено са трудни за наблюдение, защото облаците са твърде дифузни и самите те не излъчват светлина“, казаха учените, а именно Ронгмон Бордолой, доцент по физика в Северна Каролина Държавен университет и авторски изследвания.
Понастоящем астрофизиците използват квазари – свръхмасивни черни дупки, които излъчват светлина – като „фоново осветление“ за откриване на DLA облаци. И докато този метод позволява на изследователите да определят точно местоположението на DLA, светлината от квазарите действа като малки шишчета през масивния облак, усложнявайки опитите за измерване на общия им размер и маса.
Але Бордолой и Джон О'Меара, главен учен в обсерваторията на U.M. Кека в Камуел, Хавай, намери начин да заобиколи този проблем, като използва галактика с гравитационни лещи и интегрална полева спектроскопия, за да наблюдава две DLA и галактиките в тях, които са се образували преди около 11 милиарда години, малко след Големия взрив.
„Галактики с гравитационни лещи са галактики, които изглеждат удължени и ярки“, казва Бордолой. „Това е така, защото има гравитационно масивна структура пред галактиката, която изкривява светлината, идваща от нея, докато се движи към нас. В резултат на това гледаме увеличена версия на обекта - все едно използваме космически телескоп, който увеличава мащаба и ни дава по-добра визуализация."
Предимството на това е двойно: първо, фоновият обект е удължен от небето и ярък, така че е лесно да се заснемат спектрални показания от различни части на обекта. Второ, тъй като лещите разширяват обекта, могат да бъдат изследвани много малки части. Например, ако даден обект е с диаметър една светлинна година, можем да изучаваме малки парчета с много висока точност.
Спектралните показания позволяват на астрофизиците да "видят" елементи от дълбокия космос, които са невидими с просто око, като дифузни газообразни DLA и потенциални галактики в тях. Обикновено събирането на доказателства е дълъг и труден процес. Но учените решиха този проблем, като проведоха интегрална спектроскопия с помощта на Keck Cosmic Web Imager.
Интегралната спектроскопия на полето позволи на изследователите да получат спектъра на всеки един пиксел в областта на небето, към която е насочен, правейки спектроскопията на разширен обект в небето много ефективна. Тази иновация, съчетана с удължената и ярка галактика с гравитационни лещи, позволи на екипа да картографира дифузния газ на DLA в небето с висока точност. С този метод изследователите успяха да определят не само размера на двете DLA, но и че съдържат галактики домакини.
„Чаках тази комбинация почти през цялата си кариера: достатъчно мощен телескоп и инструмент и природата, която ни дава частица късмет да изучаваме не една, а две DLA по нов начин“, казаха учените. „Страхотно е да видим как науката се прилага на практика.“
Между другото, DLA е огромен. С диаметър от повече от 17,4 килопарсека, те са повече от две трети от размера на съвременната галактика Млечен път. За сравнение, преди 13 милиарда години диаметърът на типична галактика е бил по-малък от 5 килопарсека. Парсек е 3,26 светлинни години, а килопарсек е 1000 парсека, така че светлината отнема около 56 723 години, за да премине през всяка DLA.
Можете да помогнете на Украйна да се бори срещу руските нашественици. Най-добрият начин да направите това е да дарите средства на въоръжените сили на Украйна чрез Savelife или през официалната страница НБУ.
Прочетете също:
- Съвременната артилерия е супер оръжието на Украйна. И защо Илон Мъск е тук?
- Астрономи откриха звезда "златен стандарт" в Млечния път