Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
20 октября 2017, пятница, 06:30
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

09 марта 2017, 13:00

Следы первых звезд в древней пыли

Галактика A2744_YD4
Галактика A2744_YD4
Илл.: ESO/M. Kornmesser

С помощью телескопа ALMA астрономы зарегистрировали гигантские массы светящейся межзвездной пыли в галактике с красным смещением, соответствующим всего четырем процентам нынешнего возраста Вселенной. Мы наблюдаем эту галактику вскоре после ее образования – это самая далекая галактика из всех, в которых найдена пыль. К тому же это самое большое расстояние, на котором зарегистрирован кислород. Новые результаты дают совершенно новое понимание процессов рождения и финального взрыва звезд самого первого поколения, сообщается в пресс-релизе Европейской южной обсерватории (ESO).

Международная группа астрономов под руководством Николаса Лапорта (Nicolas Laporte) из Университетского колледжа в Лондоне наблюдала на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) самую молодую и самую далекую из всех до сих пор наблюдавшихся на ALMA галактик: A2744_YD4. Ученые с удивлением обнаружили, что эта юная галактика содержит большое количество межзвездной пыли, оставшейся после окончания эволюционного пути более раннего поколения звезд.

Последующие наблюдения с приемником X-shooter на Очень Большом Телескопе ESO подтвердили огромное расстояние до A2744_YD4. Мы наблюдаем эту галактику в момент, когда возраст Вселенной был всего 600 миллионов лет, в эпоху формирования первых звезд и галактик. Это время соответствует красному смещению z=8.38, то есть эпохе реионизации. Водород во Вселенной в это время ионизировался излучением возникающих звезд и квазаров.

«A2744_YD4 не только является самой далекой галактикой из всех наблюдавшихся на ALMA, – говорит Николас Лапорт,  – но обнаружение в ней такого количества пыли свидетельствует о том, что вспышки ранних сверхновых там уже произошли».

Космическая пыль состоит в основном из кремния, углерода и алюминия; размер ее зерен всего около миллионной доли сантиметра. Химические элементы, из которых состоят эти зерна, являются продуктами термоядерного синтеза, происходящего внутри звезд. Когда звезды умирают, пыль рассеивается в космическом пространстве. В частности, это происходит при взрывах сверхновых – конечной стадии существования короткоживущих массивных звезд. В настоящее время пыли в галактиках очень много и она является основным «строительным материалом» при формировании звезд, планет и сложных молекул. Но в ранней Вселенной, когда первое поколение звезд еще не успело умереть, пыль встречалась редко.

Наблюдения запыленной галактики A2744_YD4 оказались возможны потому, что она расположена на луче зрения позади массивного скопления галактик Abell 2744. Это скопление – массивный объект на расстоянии 3,5 миллиарда световых лет от нас. Считается, что он образовался в результате столкновения четырех скоплений галактик меньшего размера. Его прозвали Скоплением Пандоры из-за большого количества странных явлений, связанных с крупномасштабными столкновительными процессами, которые происходили на протяжении примерно 350 миллионов лет. Галактики составляют всего пять процентов массы скопления, а темное вещество – семьдесят пять процентов. Оно и обеспечивает мощное гравитационное воздействие, необходимое, чтобы изгибать световые лучи от галактик фона и создавать их увеличенное изображение. Остальные двадцать процентов общей массы скопления, как полагают, существуют в форме горячего газа.

Скопление Abell 2744. Фото: NASA, ESA, J. Merten, D. Coe (STScI)

Благодаря воздействию скопления Abell 2744 произошло гравитационноелинзирование: скопление сыграло роль гигантского космического “телескопа”, увеличившего изображение более далекой A2744_YD4 примерно в 1,8 раз. Это и позволило ученым заглянуть столь глубоко в раннюю Вселенную.

При наблюдениях A2744_YD4 на ALMA было также зарегистрировано излучение ионизованного кислорода. На таком расстоянии, и, следовательно, при таком возрасте Вселенной, кислород еще никогда не находили. Предыдущий результат, тоже полученный на ALMA в 2016 году, превзойден.

Обнаружение пыли в ранней Вселенной дает новую информацию о том, когда происходили первые вспышки сверхновых, а значит, и когда во Вселенной зажглись первые звезды. Определение времени этого “космического рассвета” – одна из важнейших задач современной астрономии. Исследование ранней межзвездной пыли может косвенно помочь в ее решении.

По оценке исследователей, в A2744_YD4 содержится количество пыли, эквивалентное 6 миллионам масс Солнца. При этом полная масса звезд этой галактики составляет 2 миллиарда Солнц. Группа также измерила темп звездообразования в A2744_YD4: 20 солнечных масс в год. В Млечном Пути в год образуется всего одна звезда с массой Солнца. Такой темп означает, что общая масса звезд, образующихся за каждый год, эквивалентна 20 массам Солнца.

«Такой темп звездообразования не является необычным для столь далекой галактики. Но он проливает свет на темп образования пыли в A2744_YD4, – объясняет соавтор работы Ричард Эллис (Richard Ellis, ESO и Университетский колледж в Лондоне). – Замечательно, что время, необходимое для формирования наличного количества пыли – всего околo 200 миллионов лет, так что получается, что мы наблюдаем эту галактику через совсем небольшое время после ее образования».

Таким образом, интенсивное звездообразование началось приблизительно за 200 миллионов лет до эпохи, в которой мы наблюдаем эту галактику. Появляется великолепный шанс использовать ALMA для изучения эры появления первых звезд и галактик – самой ранней эры наблюдаемой Вселенной. Солнце, наша планета и мы сами являемся отдаленным на 13 миллиардов лет продуктом этого первого поколения звезд. Изучая образование, развитие и смерть первых звезд, мы тем самым исследуем наше собственное происхождение.

«Использовать телескоп ALMA для более глубоких и обширных наблюдений подобных галактик на столь раннем этапе существования Вселенной – очень многообещающая перспектива», – говорит Эллис. А Лапорт заключает: «Дальнейшие подобные измерения открывают блестящие перспективы исследования раннего звездообразования и формирования более тяжелых химических элементов все дальше во времени вглубь ранней Вселенной».

Результаты исследования представлены в статье “Dust in the Reionization Era: ALMA Observations of a z =8.38 Gravitationally-Lensed Galaxy”, N.Laporte и др., которая публикуется в The Astrophysical Journal Letters.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии бедность библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура картография католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент Россотрудничество русский язык рыбы Сергиев Посад сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева черные дыры школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии эпидемиология этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.