eso1530sr-latn — Naučno saopštenje

22. jul 2015.

Teleskop ALMA (engl. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) upotrebljen je za detekciju najudaljenijih oblaka gasa u kojima se formiraju zvezde, a koji se nalaze u normalnim galaksijama u ranom svemiru. Najnovija posmatranja omogućila su astronomima da steknu uvid u prvobitno formiranje galaksija i da razumeju na koji način su očistile "kosmičku maglu" tokom razdoblja rejonizacije. Po prvi put, ovakve galaksije se vide kao nešto više od bledih mrlja.

Kada su prve galaksije počele da se formiraju, nekoliko stotina miliona godina nakon Velikog praska, svemir je bio pun vodonikovog gasa, poput magle. Kako je sve više sjajnih izvora - zvezda i kvazara koji energiju dobijaju od ogromnih crnih rupa - počelo da sija, započeli su sa "čišćenjem" gasa i svemir je postao prozračan za ultraljubičastu svetlost [1]. Astronomi ovaj period nazivaju epohom rejonizacije, ali se o ovim prvim galaksijama zna vrlo malo i do sada su viđene samo kao veoma blede mrlje. Međutim, sada, nova posmatranja koja koriste moć teleskopa ALMA počinju da menjaju ovu prvobitnu sliku.

Tim astronoma pod vođstvom Reberta Maiolinoa (Cavendish Laboratory i Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Velika Britanija) usmerio je ALMA-u ka galaksijama koje su viđene i datirane na oko 800 miliona godina nakon Velikog Praska [2]. Astronomi nisu tražili svetlost zvezda, već slab sjaj jonizovanog ugljenika [3] koji potiče iz oblaka gasa od kojeg su se zvezde formirale. Želeli su da proučavaju interakciju između mlade generacije zvezda i hladnih grudvi koje su se grupisale u prve galaksije.

Oni takođe nisu tragali ni za veoma sjajnim i retkim objektima - kao što su kvazari i galaksije sa velikom stopom rađanja zvezda - koji su do sada uočeni. Nasuprot tome, usresredili su se na manje dramatične, ali mnogo češće, galaksije koje su rejonizovane svemir i nastavile da se skupljaju u grupice galaksija koje vidimo u svemiru oko nas.

Sa jedne od galaksija - koja je dobila oznaku BDF2399 - ALMA je uspela da uhvati slab, ali jasan signal sijajućeg ugljenika. Međutim, ovaj sjaj nije dolazio iz centra galaksije već samo sa jedne strane.

Ko-autor rada, Andrea Ferrara (Scuola Normale Superiore, Piza, Italija) objašnjava značaj novih otkrića:"Ovakva detekcija je prva ovog tipa na ovoj udaljenosti, dolazi od "normalne" galaksije i vidi se manje od milijardu godina nakon Velikog praska. Ovo otkiće nam daje mogućnost da gledamo stvaranje prvih galaksija. Po prvi put vidimo rane galaksije ne samo kao male mrlje, već kao objekte koji imaju unutrašnju strukturu!".

Astronomi smatraju da je lokacija sjaja koja je pomerena od centra, uzrokovana poremećajima u centru oblaka zbog nemirne okoline koju stvaraju novoformirane zvezde - što zbog njihovog jakog zračenja, što zbog eksplozija supernovih - dok sa druge strane sjaj ugljenika ukazuje na prisustvo hladnog gasa koji biva akretovan iz međuzvezdane materije.

Kombinacijom posmatranja teleskopa ALMA i kompjuterskih simulacija, moguće je razumeti do detalja ključne procese koji se dešavaju u prvim galaksijama. Efekti zračenja zvezda, "preživljavanje" molekularnih oblaka, rasipanje jonizacijonog zračenja i kompleksna struktura međuzvezdane materije, sada mogu da se proračunaju i uporede sa posmatranjima. BDF2399 je najverovatnije tipični primer galaksije zaslužne za rejonizaciju.

"Pokušavamo da shvatimo međuzvezdanu materiju i formaciju rejonizacijonih izvora već dugi niz godina. Konačno, mogućnost da testiramo naša predviđanja i hipoteze na realnim podacima sa ALMA-e, predstavlja uzbudljiv momenat i otvara novi niz pitanja. Ovakav tip posmatranja će razjasniti mnoge nezgodne probleme koje imamo sa formiranjem prvih zvezda i galaksija u svemiru", dodao je Andrea Ferrara.

Roberto Maiolino zaključuje:"Ovo istraživanje bi bilo nemoguće bez ALMA-e, jer ni jedan drugi instrument ne može da dostigne potrebnu osetljivost i prostornu rezoluciju. Iako je ovo jedno od najdalekosežnijih istraživanja pomoću ALMA-e do sada, teleskop još uvek nije iscrpeo sve svoje mogućnosti. ALMA će u budućnosti posmatrati finu strukturu primordijalnih galaksija i tragati za detaljima stvaranja prvih galaksija u svemiru".

[4]

Ova slika predstavlja kombinaciju slika sa teleskopa ALMA i Veoma velikog teleskopa. Centralni objekat je veoma udaljena galaksija, označena kao BDF3299, iz perioda kada je svemir bio staroko od 800 miliona godina. Svetao, crveni oblak, sa donje leve strane, predstavlja ogromni oblak koji je detekotovala ALMA u kojem se formiraju mlade galaksije. Autorska prava: ESO/R. Maiolino

 

Beleške

[1] Neutralni vodonički gas veoma efikasno apsorbuje svo visokoenergijsko ultraljubičasto zračenje koje emituju mlade i vrele zvezde. Posledično, ove zvezde su skoro pa nemoguće za posmarati u ranom svemiru. Istovremeno, apsorbovana ultraljubičasta svetlost jonizuje vodonik, čineći ga potpuno transparentnim. Vruće zvezde stoga prave transparentne mehurove u gasu. Kada se ovi mehurovi spoje tako da ispunjavaju ceo prostor rejonizacija se završava i svemir postaje prozračan.

[2] Imaju crveni pomak u vrednosti od 6.8 do 7.1.

[3] Astronomi su posebno zainteresovani za jonizovani ugljenik jer ove specifične spektralne linije odnose najveći deo energije koje proizvode zvezde i dozvoljavaju astronomima da mapiraju hladan gas iz kojeg se formiraju zvezde. Specifično, tim je tragao za emisijom jedanput jonizovanog ugljenika [C II]. Ovo zračenje se emituje na talasnoj dužini od 158 mikrometara i zbog širenja svemira biva "rastegnuto" dok stigne do ALMA-e tako da biva detektovano na talasnoj dužini od 1.3 milimetara.

[4] Tekst je prevela Jovana Petrović, Prirodno-matematički fakultet Novi Sad, Departman za fiziku; Matematički fakultet Beograd, Katedra za astronomiju.

Više informacija

Ovo istraivanje je prezentovano u radu: “The assembly of “normal” galaxies at z∼7 probed by ALMA”, autora R. Maiolino et al., koji će biti objavljen u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 22. jula 2015. godine.

Tim sačinjavaju: R. Maiolino (Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Cambridge, United Kingdon) S. Carniani (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology; Universitá di Firenze, Florence, Italy), A. Fontana (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Italy), L. Vallini (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy; Universitá di Bologna, Bologna, Italy), L. Pentericci (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Italy), A. Ferrara (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy), E. Vanzella (INAF–Bologna Astronomical Observatory, Bologna, Italy), A. Grazian (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Italy), S. Gallerani (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy), M. Castellano (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Italy), S. Cristiani (INAF–Trieste Astronomical Observatory, Trieste, Italy), G. Brammer (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA), P. Santini (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Italy), J. Wagg (Square Kilometre Array Organization, Jodrell Bank Observatory, United Kingdom) and R. Williams (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology).

Teleskop ALMA je partnerski poduhvat Evrope, Severne Amerike i istočne Azije, u saradnji sa Republikom Čile. ALMA-u finansira ESO u Evropi, Američka nacionalna naučna fondacija  (National Science Foundation, NSF) u Severnoj Americi, u saradnji sa Nacionalnim istraživačkim odborom Kanade (National Research Council of Canada, NRC) i Nacionalni naučni odbor Tajvana (National Science Council of Taiwan NSC) i Nacionalni institut za prirodne nauke (National Institutes od Natural Sciences, NINS) u istočnoj Aziji u saradnji sa Kineskom akademijom (Academia Sinica) na Tajvanu. Izgradnju i rad teleskopa ALMA omogućio je ESO u Evropi, Nacionalna radio-astronomska opservatorija (National Radio Astronomi Observatory, NRAO) u Severnoj Americi, kojom upravljaju Ujedinjeni univerziteti (Associated Universities, Inc. AUI) i Nacionalna astronomska opservatorija Japana (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ). Ujedinjena opservatorija ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO), pruža jedinstveno vođstvo i rukovođenje izgradnjom, puštanjem u rad i funkcionisanjem ALMA-e.

ESO je najistaknutija međunarodna astronomska organizacija u Evropi i najproduktivnija zemaljska opservatorija na svetu. Podržava je 16 zemalja članica: Austrija, Belgija, Brazil, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Italija, Holandija, Poljska, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Velika Britanija. ESO sprovodi vrlo ambiciozan program fokusiran na dizajn, izgradnju i upravljanje najmoćnijim astronomskim opservatorijama na Zemlji, koje će omogućiti značajna naučna otkrića. Takođe, ESO ima vodeću ulogu u promovisanju i organizovanju saradnje u oblasti astronomskih istraživanja. ESO vodi tri jedinstvene posmatračke lokacije u Čileu: La Sija, Paranal i Šahnantor. Na Paranalu, ESO upravlja Veoma velikim teleskopom, najnaprednijim teleskopom na svetu u oblasti vidljive svetlosti, a rukovodi i teleskopima za pregled neba. VISTA radi u oblasti infracrvene svetlosti i najveći je teleskop za pregled neba na svetu, dok je VST najveći teleskop dizajniran da sprovodi pretraživanja neba isključivo u oblasti vidljive svetlosti. ESO je evropski partner na revolucionarnom projektu ALMA, najvećoj astronomskoj opservatoriji današnjice. Na vrhu Sero Armazones, nedaleko od Paranala, ESO gradi 39-metarski Evropski izuzetno veliki teleskop, koji će postati “najveće svetsko oko upereno ka nebu”.

Linkovi

• Istraživački rad
• Slike teleskopa ALMA

Kontakt

Ivana Horvat
Astronomsko društvo Novi Sad
Petrovaradin, Srbija
Email: Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Roberto Maiolino
Cavendish Laboratory & Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge
Cambridge, United Kingdom
Tel.: +44 1223 761661
Mob.: +44 7557 774718
Email: Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Andrea Ferrara
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
Mob.: +39 329 0715067
Email: Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
Email: Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Connect with ESO on social media

Ovo je prevod ESO saopštenja za javnost eso1530.